2.4375镍铜宽厚板百科解析

2.4375镍铜宽厚板百科解析

名称释义：

2.4375： 这是德国材料编号（Werkstoff Nr.），特指一种添加了铝和钛元素的镍铜合金，其国际通用牌号为Monel K-500 (UNS N05500)。

镍铜合金： 基础成分为镍（Ni，约63%）和铜（Cu，约30%），具有优异的耐腐蚀性。

宽厚板： 指宽度和厚度尺寸较大（通常厚度≥6mm）的扁平轧制板材形态。

核心特性：

高强度与硬度（时效强化）：

区别于普通镍铜合金（如Monel 400/2.4360），2.4375通过添加铝（Al，约2.3-3.15%）和钛（Ti，约0.35-0.85%），能够进行时效热处理（固溶+时效）。

经过时效处理后，合金内部析出弥散分布的强化相（Ni₃(Al,Ti)），显著提升其强度、硬度和抗疲劳性能，同时保持良好韧性。其抗拉强度可达普通镍铜合金的1.5倍以上。

卓越的耐腐蚀性（镍铜本色）：

继承了镍铜合金的优异耐蚀性，在还原性介质、中性介质、碱性溶液及多种有机酸中表现突出。

尤其擅长抵抗：海水、盐雾、氢氟酸（HF）、氟气、热浓碱液、硫酸、磷酸、有机酸等。

耐海水冲刷腐蚀和空泡腐蚀性能优异，是海洋工程的理想材料。

耐应力腐蚀开裂性能优于许多高强度不锈钢。

良好的机械加工性与冷成型性：

尽管强度高，但在固溶状态下仍具有较好的可加工性和冷成型能力（优于同等强度的钢）。时效处理后硬度增加，加工难度会相应提高。

低磁导率：

在退火状态下具有很低的磁导率（接近1.002），满足一些特殊的低磁或无磁应用需求。

物理性能：

密度：约8.44 g/cm³。

熔点范围：约1315-1350°C。

热导率、电导率：中等。

热膨胀系数：与碳钢接近，利于异种金属连接。

宽厚板应用领域（核心优势：高强度+耐蚀+大尺寸结构）：

海洋工程：

船舶轴系（高强度耐腐蚀轴）、泵轴、推进器、紧固件、海底设备外壳、海水阀门、热交换器管板（厚板）。

海水淡化厂关键部件（高压泵壳、蒸发器壳体）。

海洋平台结构件、系泊链部件、水下传感器外壳。

石油、天然气与化工：

耐高压、耐腐蚀的泵壳、阀门、法兰、反应器搅拌轴。

油气开采设备（井下工具、阀门组件）、输送含腐蚀介质（H₂S, CO₂, 卤水）的管道法兰。

处理氢氟酸（HF）、浓碱、有机溶剂等强腐蚀性介质的设备内构件、塔盘支撑梁。

航空航天：

高强度耐腐蚀的紧固件（螺栓、螺母）、弹簧、引擎部件（如燃油泵轴）。

特殊工业：

需要高强度、耐腐蚀、低磁性的设备：如大型电磁设备结构件、传感器支撑结构、医疗器械（如MRI设备部件）。

造纸工业中的刮刀、辊子（耐腐蚀磨损）。

制盐、食品加工设备中接触高浓度盐分或腐蚀性清洗剂的部件。

制造与加工要点：

热加工： 锻造、轧制温度范围通常在1100°C - 900°C之间，需避免在易析出有害相的敏感温度区间（约650°C - 900°C）长时间停留。

冷加工： 固溶态下可进行冷轧、拉伸等加工，加工硬化速率较高，可能需要中间退火（固溶处理）。时效态板材冷加工困难。

热处理：

固溶处理： 通常在980°C - 1010°C加热保温后快速水淬，获得均匀的过饱和固溶体。

时效处理： 固溶处理后进行，典型工艺为约595°C保温一定时间（如4-16小时），然后空冷或炉冷。时效处理是获得高强度的关键。

焊接：

可焊性良好，常用焊接方法包括GTAW（TIG）、GMAW（MIG）、SMAW（焊条电弧焊）。

推荐使用匹配的镍铜合金焊材（如ERNiCu-7）。

焊前需清洁，焊后通常需要进行固溶+时效处理，以恢复焊缝及热影响区的强度和耐蚀性（尤其是重要结构）。焊后仅时效处理有时也用于特定要求。

机加工： 推荐使用硬质合金刀具，采用低进给、中高速、足够冷却液的切削策略。固溶态相对较软易加工，时效态较硬。

牌号对照（宽厚板常用标准）：

国际通用： UNS N05500, Monel K-500

欧洲： EN 2.4375 (NiCu30Al), DIN W.Nr. 2.4375

美国： ASTM B865 (棒、锻件), ASTM B127 (板、片、带)

中国： GB/T 15007 NCu30-4-2-1 (近似牌号，需确认具体化学成分和性能要求)

总结：

2.4375镍铜宽厚板（Monel K-500）是传统镍铜合金的高强度升级版。它通过独特的时效强化机制，在保留卓越耐腐蚀性（尤其耐海水、HF、碱）的同时，大幅提升了强度和硬度。这种结合了高强度、优异耐蚀性、低磁性和良好加工性的宽厚板材，使其成为海洋工程、石油化工、航空航天等高端领域中对大型、承重、耐蚀结构部件的首选材料之一，尤其适用于那些普通不锈钢或Monel 400无法满足强度要求的严苛环境。

如您需要了解更具体的化学成分范围、力学性能数据（虽无表格，可描述关键值范围）、时效热处理详细工艺参数或特定应用案例，可以进一步探讨。

镍铁合金是一类重要的工程材料，以其独特的物理性能（如低热膨胀系数、恒弹性、高磁导率、高饱和磁感应强度）著称。它们通常指镍含量在约30%到90%之间的铁镍基合金。以下是上海商虎有色金属有限公司一些主要类型及其代表性牌号：

核心分类及牌号：

低膨胀合金 (Low Expansion Alloys):

特性： 在特定温度范围内（通常是室温附近）具有极低的热膨胀系数。

主要牌号:

Invar 36 / FeNi36 (UNS K93600): 含镍36%，最经典的低膨胀合金，用于精密仪器、激光腔体、航天结构、液化天然气储罐等。

Super Invar / FeNi32Co5 (UNS K93500): 含镍32%，钴5%，在更宽的温度范围内（约-60°C到+60°C）具有比Invar 36更低的膨胀系数，但价格更高。

Invar 42 / FeNi42 (UNS K94100): 含镍42%，膨胀系数略高于Invar 36，但具有更好的延展性和加工性，常用于电子封装（如陶瓷或玻璃金属密封）。

Nilo 42 / Alloy 42: 类似Invar 42的商用牌号。

相关标准牌号：

ASTM F30: Alloy 36 (Fe-36Ni), Alloy 42 (Fe-42Ni)

EN/DIN: 1.3912 (X1NiCrMoCuN25-20-7 / FeNi36Cr), 1.3917 (X1NiCrMoCu31-27-4 / FeNi31Co), 1.3918 (X1NiCrMoCuN25-20-5 / FeNi36), 1.3910 (X2NiCrMoCuNb35-20-5 / FeNi35) (常用低膨胀合金), 1.3911 (X1NiCrMoCu25-20-5 / FeNi35) (常用低膨胀合金), 1.3916 (X8Ni9 / FeNi9) (密封合金, 较低镍), 1.3981 (X12NiCrSi36-16 / FeNi36)

JIS: CTP 3 (Fe-36Ni), CTP 5 (Fe-42Ni)

恒弹性合金 (Elastic Alloys / Elinvar):

特性： 弹性模量在较宽温度范围内基本保持恒定（弹性模量的温度系数非常低）。

主要牌号:

Elinvar (传统名称): 基础成分为FeNiCr，现代已发展出多种改进型。

Ni-Span-C 902 / Alloy 902 (UNS N09902): 含镍42-43%，铬5%左右，钛2.5%左右，通过时效硬化获得高强度和恒弹性，用于精密弹簧、钟表游丝、传感器等。

Ni-Span-C 903 / Alloy 903 (UNS N19903): 类似902，调整成分（含钴）。

Nivarox / Alloy 9111 (近似): 瑞士品牌，用于高端钟表游丝，通常是Fe-Ni-Cr-Ti-Mo系。

相关标准牌号：

ASTM F15: Alloy 902 (NiSpanC-902), Alloy 903 (NiSpanC-903)

EN/DIN: 3.3952 (X12CrNiTi189 / FeNi42CrTi)

高磁导率软磁合金 (High Permeability Soft Magnetic Alloys / Mu-Metal):

特性： 在弱磁场下具有极高的磁导率和极低的矫顽力、磁滞损耗。

主要牌号:

Permalloy 78 / 78 Permalloy (UNS K94790): 含镍78.5%，经典的高磁导率合金，用于变压器铁芯、磁屏蔽、互感器等。

Permalloy 80 / 80 Permalloy (UNS K94840): 含镍80%，磁导率通常略高于78 Permalloy。

Supermalloy: 含镍79%，钼5%，在78/80基础上添加钼，获得更高的初始磁导率。

Mumetal / HyMu 80 (UNS K94840 或类似): 通常指含镍77-80%，并添加铜、铬、钼等元素（如Ni77Cr14Cu5Mo4）的极高磁导率合金，专为磁屏蔽设计。

相关标准牌号：

ASTM A753: Type 1 (近似78Ni), Type 2 (近似80Ni), Type 4 (Mumetal型, Ni77Cr14Cu5Mo4), Type 5 (Supermalloy型, Ni79Mo5)

EN/DIN: 1.3922 (NiFe15Mo / Permalloy 80), 1.3984 (NiMo15 / Supermalloy型), 1.3960 (NiFe15CuMo / Mumetal型)

高饱和磁感应强度软磁合金 (High Saturation Soft Magnetic Alloys):

特性： 具有很高的饱和磁感应强度，磁导率适中，适用于需要高功率密度或小型化的场合。

主要牌号:

Permendur / Vanadium Permendur (UNS K92650): 含铁49%，钴49%，钒2%，具有最高的饱和磁感（约2.4T），用于电机转子、电磁铁极头、高磁场传感器等。

Supermendur: 在Permendur基础上优化热处理工艺，获得更高的磁导率和更低的损耗。

Hiperco 50 / Alloy 50 (UNS K92650): 类似Permendur的商用牌号。

相关标准牌号：

ASTM A801: Alloy 1 (49Co-49Fe-2V / Permendur)

EN/DIN: 2.0580 (X1Co49 / Hiperco 50型)

其他常见镍铁合金牌号：

Nilo K (UNS K94610): 含镍29%，钴18%，是一种低膨胀、高强度的合金，用于需要强度和尺寸稳定性的场合，如模具。

Alloy 52 (FeNi52): 一种用于与陶瓷（特别是氧化铝）进行匹配封接的合金，膨胀系数介于Invar 36和Invar 42之间。

选择要点：

性能需求： 明确你最需要的核心性能（低膨胀、恒弹性、高磁导率、高饱和磁感、强度、耐蚀性等）。

工作环境： 温度范围、磁场强度、腐蚀介质等。

加工要求： 冷热加工性能、焊接性能、热处理要求。

成本考虑： 含钴、高镍的合金通常更昂贵。

总结：

镍铁合金牌号众多，以上列出的是最经典和广泛应用的代表性牌号。在实际应用中，同一类合金在不同国家或标准体系下可能有不同的命名（如ASTM, UNS, EN/DIN, JIS）。选择时务必根据具体应用需求，查阅详细的技术数据表，并参考相关标准。如果需要非常具体的牌号对应关系或针对特定应用的推荐，建议咨询合金供应商或查阅专业手册。