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La aleación Monel-400 es una aleación a base de níquel, compuesta principalmente de níquel metálico y que también contiene cobre metálico. Posee excelentes propiedades físicas como alta resistencia y alta resistencia a la corrosión, al tiempo que exhibe buenas propiedades físicas y mecánicas. Por lo tanto, la aleación Monel-400 se utiliza ampliamente en componentes clave en campos industriales avanzados como la petroquímica, nuclear y de defensa. Sin embargo, debido a la baja conductividad térmica (21,744 W/mK) y al coeficiente de expansión lineal (13,86) de la aleación Monel-400 × 10⁻⁶ K⁻¹, es susceptible a la influencia de la tendencia a la fisuración en caliente durante el proceso de soldadura. Bajo condiciones de calentamiento y enfriamiento localizados, pueden ocurrir serios problemas de tensión y deformación, lo que lleva a la aparición de grietas de solidificación en las juntas soldadas. Actualmente, la investigación sobre las propiedades mecánicas de la aleación Monel-400 a altas temperaturas es muy limitada.
método de prueba
La prueba de tracción a alta temperatura de la aleación Monel-400 se llevó a cabo en la máquina de pruebas de simulación térmica Gleeble-1500D. De acuerdo con los requisitos de la prueba, el material debe ser procesado por corte con alambre de molibdeno para producir las siguientes especificaciones: una probeta de φ6 × 120 mm. Antes de realizar el experimento, es necesario asegurarse de que el tratamiento superficial de la probeta esté limpio y medir su diámetro original. Después de instalar la muestra en el simulador térmico, se mide el tamaño del calibre entre las dos mordazas. El calentamiento de la muestra se logra colocando la muestra en un circuito cerrado del simulador. Se calienta la muestra a una velocidad de 10 grados Celsius por segundo hasta 1100 grados Celsius y se mantiene durante 3 minutos, luego se reduce a una velocidad de 3 grados Celsius por segundo a diferentes temperaturas de prueba (600 grados Celsius, 700 grados Celsius, 800 grados Celsius, 900 grados Celsius, 1000 grados Celsius y 1100 grados Celsius, respectivamente). A cada temperatura de prueba, se inicia el estiramiento a una velocidad de deformación de 10⁻³ por segundo hasta que la muestra se fractura. Todo el proceso experimental se completó en estado de vacío. Finalmente, la superficie de fractura de la probeta de tracción a alta temperatura se cortó manualmente y se convirtió en una muestra para microscopio electrónico de barrido. El escaneo de la superficie de fractura se completó bajo el microscopio electrónico de barrido.
Resultados
Rendimiento de tracción a alta temperatura
Las curvas de tensión-deformación bajo tensión a diferentes temperaturas se pueden observar en la aleación Monel-400 en la Figura 2. Según el gráfico, a medida que aumenta la temperatura de prueba, la resistencia de la aleación Monel-400 se debilita significativamente y la resistencia a la tracción también disminuye. Por ejemplo, la resistencia a la tracción de la aleación es de 106,49 MPa a una temperatura de 600 °C y de 22,41 MPa a 1100 °C, lo que indica que la temperatura de deformación tiene un impacto significativo en la resistencia a la deformación de la aleación. La deformación elástica de la aleación es relativamente pequeña, pero con el aumento de la temperatura, la deformación plástica aumenta significativamente. El aumento del 11,22% al 20,05% a 900 °C y el aumento de la contracción de la sección transversal del 20,47% a 700 °C al 60,05% a 900 °C indican que la plasticidad mejora cada vez más con el aumento de la temperatura de tracción dentro de este rango de temperatura. A medida que la temperatura de estiramiento continúa aumentando, la plasticidad de la aleación muestra una tendencia a la disminución, y básicamente disminuye al nivel de 800 °C cuando alcanza los 1100 °C. De la curva general, muestra una tendencia a aumentar y luego disminuir, lo que indica que la plasticidad a alta temperatura de la aleación Monel-400 mejora primero con el aumento de la temperatura de tracción y alcanza un buen rendimiento alrededor de los 900 °C. Luego, con el aumento de la temperatura de tracción, la plasticidad a alta temperatura se deteriora hasta que se acerca al nivel de baja temperatura.
