Plage de dureté de l'alliage Monel et impact des différents états de traitement (recuit ou laminé à froid-)
1. Plage de dureté de l'alliage Monel
Monel 400
Il s'agit d'un alliage de cuivre-nickel-renforcé par une solution solide, et sa dureté dépend fortement des conditions de traitement :
État recuit: La dureté Brinell (HB) est65–95, la dureté Rockwell B (HRB) est50–70. Dans cet état, l'alliage a la dureté la plus faible, une ductilité et une ténacité optimales, ce qui le rend adapté à l'emboutissage profond, au pliage et à d'autres processus de formage.
État laminé à froid-: Avec l'augmentation de la déformation par travail à froid (par exemple, 20 %, 40 %, 60 % de déformation), la dureté augmente considérablement. Lorsque la déformation à froid atteint 50 à 60 %, la dureté Brinell (HB) peut atteindre180–220, et la dureté Rockwell B (HRB) peut atteindre90–100.
Solution-état traité: Semblable à l'état recuit, avec une dureté Brinell (HB) autour70–90, qui permet de restaurer la ductilité de l'alliage après écrouissage.
Monel K-500
Il s'agit d'une variante durcie par précipitation du Monel 400, qui peut atteindre une dureté plus élevée grâce à un traitement de vieillissement :
État recuit: La dureté Brinell (HB) est80–100, la dureté Rockwell B (HRB) est60–80, légèrement supérieur au Monel 400 recuit en raison de sa composition inhérente en alliage.
État âgé: Après traitement en solution + traitement de vieillissement (généralement chauffage à 480-510 degrés et maintien pendant 4-6 heures), l'alliage précipite de fines phases de renforcement Ni₃(Al,Ti). À ce stade, la dureté Brinell (HB) peut atteindre240–280, et la dureté Rockwell C (HRC) peut atteindre25–35, ce qui est bien supérieur au Monel 400.
État-laminé à froid + vieilli: La combinaison d'un écrouissage et d'un traitement de vieillissement peut encore améliorer la dureté, avec une dureté Brinell (HB) allant jusqu'à280–320et dureté Rockwell C (HRC) jusqu'à30–40.
2. Impact des différents états de traitement (recuit ou laminé à froid-) sur la dureté
Traitement de recuit : réduction de la dureté, amélioration de la ductilité
Le recuit est un processus de traitement thermique qui consiste à chauffer l'alliage à une température supérieure à sa température de recristallisation (généralement 870 à 920 degrés pour l'alliage Monel), à le maintenir pendant une certaine période, puis à le refroidir lentement.
Mécanisme: Lors du recuit, les grains déformés de l'alliage-écroui subissent une recristallisation, formant de nouveaux grains équiaxes. Les dislocations générées lors de l'écrouissage sont éliminées et les contraintes internes de l'alliage sont libérées.
Impact sur la dureté: Le recuit réduit considérablement la dureté de l'alliage Monel, le ramenant au niveau le plus bas de l'alliage. Par exemple, le Monel 400 laminé à froid avec HB 200 peut être réduit à HB 70–90 après un recuit complet.
Scénario d'application: L'alliage Monel recuit convient aux processus nécessitant une formabilité élevée, tels que l'emboutissage, le forgeage et le soudage.
Traitement de laminage à froid : augmentation de la dureté, réduction de la ductilité
Le laminage à froid fait référence au laminage de l'alliage à une température inférieure à sa température de recristallisation (généralement la température ambiante).
Mécanisme: Le laminage à froid provoque une déformation plastique des grains d'alliage, entraînant une multiplication des dislocations et un enchevêtrement, ainsi qu'un allongement et un affinement des grains. Le mouvement des luxations est entravé, ce qui entraîneécrouissagede l'alliage.
Impact sur la dureté: La dureté augmente linéairement avec l'augmentation de la déformation à froid. Lorsque la déformation est faible (10 à 20 %), l’augmentation de la dureté est légère ; lorsque la déformation dépasse 40 %, la dureté augmente fortement. Par exemple, Monel 400 peut atteindre une augmentation de dureté de plus de 100 % après un laminage à froid de 60 %.
Effet secondaire : Tout en améliorant la dureté, le laminage à froid réduit considérablement la ductilité de l'alliage (par exemple, l'allongement diminue de 35 à 40 % à l'état recuit à moins de 5 % à l'état laminé à froid à haute -déformation-), ce qui le rend sujet à la fissuration lors du traitement ultérieur.
Résumé du degré d'impact
L'état de traitement est l'un desfacteurs dominantsaffectant la dureté de l'alliage Monel. Pour le Monel 400, la dureté de l'état laminé à froid-peut être2 à 3 fois plus élevéque celle de l'état recuit. Pour Monel K-500, la combinaison du laminage à froid et du traitement de vieillissement peut encore amplifier la différence de dureté, rendant la dureté de l'état renforcé3 à 4 fois plus élevéque celle de l'état recuit.
