Resistencia a la tracción y composición de Monel K500 según ASTM B865

Dos conjuntos diferentes de números describen Monel K500 y cumplen funciones distintas. El productor publica rangos nominales que muestran de lo que es capaz la aleación en toda la gama de tamaños y temple. La especificación publica mínimos que un lote entregado debe cumplir. Una especificación redactada a partir del primer conjunto no es ejecutable; un pedido redactado a partir del segundo sí lo es. Esta página trata sobre el segundo conjunto.

Monel K500 es UNS N05500 y W.Nr. 2.4375, clasificado como una aleación de níquel-cobre-aluminio endurecible por precipitación. En los Estados Unidos, el estándar de producto que rige para barras, varillas, alambres y forjas es ASTM B865, con ASME SB865 como la designación ASME idéntica. Se limita a las formas mencionadas en su alcance. Se cubren barras y varillas, así como alambre trabajado en frío, además de forjas y material para forjas. El material en lámina está fuera de su alcance, al igual que las tiras y tubos, que se piden según diferentes estándares.

La composición de esta aleación es predominantemente de níquel. El níquel es como mínimo del 63,0 % y el cobre del 27,0 al 33,0 %, con aluminio y titanio presentes en rangos controlados porque son los que hacen que la aleación sea endurecible por envejecimiento. Una descripción que pone el cobre primero es una descripción de la aleación incorrecta, y vale la pena declararlo claramente porque existen páginas de proveedores publicadas que dan el cobre como 63 a 70 % y el níquel como 27 a 33 %.

La columna de análisis de verificación es la parte que los compradores pasan por alto con más frecuencia. Si un comprador vuelve a analizar un lote y el níquel resulta ser del 62,6 %, el material no ha fallado: la especificación permite que un análisis de verificación caiga un 0,45 % por debajo del mínimo especificado. Esa tolerancia existe porque el material se compra según un análisis de lote y se vuelve a analizar según un análisis de producto, y las dos no son la misma medición.

Una cifra en esa tabla vale la pena verificarla con cualquier hoja de datos que tenga delante. ASTM B865 especifica carbono enMáximo 0,18 %. El boletín técnico del productor para la misma aleación da carbono en máximo 0,25 %. La especificación es la más estricta de las dos, y es la que rige si el pedido nombra B865. Cuando un pedido cita una hoja de datos en lugar de un estándar, se aplica la cifra más laxa, y la diferencia vale la pena conocerla antes de que un lote sea rechazado por una tecnicidad o aceptado cuando no debería serlo.

Estos son los mínimos que un lote entregado debe alcanzar en la condición endurecida por envejecimiento, y se establecen por forma y por espesor de sección, no solo por aleación. La estructura de la tabla es el punto: el material trabajado en frío tiene un requisito más alto que el material trabajado en caliente de la misma sección, y el requisito disminuye a medida que la sección se vuelve más gruesa.

El tratamiento de envejecimiento en sí está especificado, lo cual es inusual y útil, porque significa que la condición se puede reproducir, no solo describir. El requisito es mantener a una temperatura objetivo de 1.100 °F, que son 595 °C, durante 8 a 16 horas, luego enfriar en horno a 900 °F, que son 480 °C, a una velocidad de 15 a 25 °F, o 10 a 15 °C, por hora, y luego enfriar al aire. Se permite una alternativa: mantener a 1.100 °F durante hasta 16 horas, enfriar en horno a 1.000 °F y mantener durante aproximadamente 6 horas, enfriar en horno a 900 °F y mantener durante aproximadamente 8 horas, luego enfriar al aire.

Dos notas adjuntas a esa tabla responden preguntas que surgen en casi todos los pedidos. Los redondos de más de 4 1/4 pulg., que son 108 mm, de diámetro tienen un requisito de elongación del 17 % mínimo incluso cuando se fabrican con material trabajado en caliente. Y los valores de dureza se dan solo a título informativo, por lo que no son la base para la aceptación o el rechazo de un lote ensayado a tracción.

El alambre estirado en frío es el único producto donde el requisito cambia con el diámetro en lugar de permanecer plano, y la dirección del cambio confunde a la gente: cuanto más delgado es el alambre, mayor es la resistencia a la tracción mínima. La tabla a continuación es el requisito publicado.

Una deducción adjunta a esa tabla es fácil de pasar por alto y puede fallar un lote por sí sola. Las cifras de temple de resorte se aplican al material suministrado en bobina. Para el mismo alambre suministrado enderezado y cortado a medida, se deduce 15 ksi, o 105 MPa, del requisito, porque la operación de enderezamiento elimina parte del trabajo en frío. Un comprador que pide longitudes cortadas según una cifra de bobina no lo obtendrá.El Material sin Envejecer No se Ensaya a TracciónEsta es la información más útil de la página para cualquiera que compre la aleación en condición sin envejecer. La especificación establece máximos de dureza para barras, varillas y forjas sin envejecer, y establece que no se requieren pruebas de tracción a menos que se aplique una disposición específica. Cuando el material se pide sin envejecer, el requisito es tomar una muestra por lote, envejecerla o recocerla y envejecerla según sea necesario, y probarla. Por lo tanto, un certificado para material sin envejecer lleva un resultado de tracción obtenido de una muestra que ha pasado por el tratamiento de envejecimiento, no del material tal como se envía.

CondiciónDureza, máximaTodas las formas de barra y forja

Por qué importa

B865 ha sido revisado. Un pedido que nombra el estándar sin el año deja la edición abierta

Análisis químico

Porque son tipos de números diferentes. El boletín del productor publica rangos nominales que cubren toda la gama de tamaños y temple, y establece que son compuestos que no son adecuados para fines de especificación. El estándar publica el mínimo que un lote entregado debe cumplir. Algo en el medio de un rango nominal es lo que la aleación puede hacer; el mínimo en el estándar es lo que debe demostrarse.

No como requisito. Para barras, varillas y forjas sin envejecer, la especificación establece máximos de dureza y establece que no se requieren pruebas de tracción a menos que se aplique una disposición específica. Cuando el material se pide sin envejecer, se toma una muestra por lote y luego se envejece y prueba, por lo que el resultado de tracción en el certificado proviene de una muestra que ha pasado por el tratamiento de envejecimiento y no del material tal como se envía.

Sí, dentro de las variaciones permitidas. La especificación publica una tolerancia separada para el análisis de verificación del producto contra cada límite especificado, y no es cero. El níquel puede caer un 0,45 % por debajo del mínimo del 63,0 %; el cobre puede estar un 0,15 % por debajo o un 0,20 % por encima de su rango; el titanio puede estar un 0,03 % por debajo o un 0,04 % por encima. Estas tolerancias existen porque el material se compra según un análisis de lote y puede volver a analizarse según un análisis de producto, y las dos no son la misma medición.

No, y esta es la única cifra que vale la pena verificar con el documento que tiene delante. ASTM B865 especifica carbono en un máximo del 0,18 %. El boletín técnico del productor para la misma aleación da un máximo del 0,25 %. La especificación es el requisito más estricto, y rige cuando el pedido nombra el estándar. Cuando el pedido cita una hoja de datos en lugar de un estándar, se aplica la cifra más laxa.

Monel K500 es predominantemente de níquel con un mínimo del 63,0 % y cobre del 27,0 % al 33,0 %, y sus adiciones de aluminio y titanio lo hacen endurecible por precipitación. La especificación que rige barras, varillas, alambres y forjas es ASTM B865, y lo que contiene son mínimos y no los rangos nominales que cita una hoja de datos. Para barras y varillas envejecidas, esos mínimos van desde 130 ksi, o 895 MPa, aplicables al material que fue recocido antes del envejecimiento, hasta 145 ksi, o 1.000 MPa, para barras redondas trabajadas en frío de hasta 1 pulg. El alambre tiene una escalera dependiente del tamaño que aumenta a medida que el alambre se vuelve más delgado, con una deducción de 15 ksi para longitudes enderezadas y cortadas. El material sin envejecer se califica por dureza y no por una prueba de tracción, y se permite que un análisis de verificación caiga fuera de un límite especificado dentro de las variaciones publicadas.

Referencias

La misma especificación, Tabla 4 y cláusula 9.2.3. Fuente de los máximos de dureza en la condición sin envejecer, la declaración de que no se requieren pruebas de tracción para material sin envejecer, y la disposición de que se envejezca o recocine y se envejezca una muestra para la prueba.

La misma especificación, Tabla 6. Fuente de los requisitos de tracción dependientes del tamaño para alambre estirado en frío en bobinas y para la deducción de 15 ksi aplicable a longitudes enderezadas y cortadas.

1. ASME SB865 como la designación ASME de la misma especificación. Fuente de la designación alternativa citada en el resumen.
2. UNS N05500 y W.Nr. 2.4375 según lo publicado para esta aleación. Fuente de los identificadores utilizados.
3. Registros de entrega en poder de DLX Alloy que cubren barras, varillas, alambres y forjas de Monel K500. Fuente de las formas y condiciones suministradas.
4. Los valores citados son los requisitos del estándar nombrado y del boletín nombrado, y se aplican al material pedido según esos documentos. Los requisitos difieren entre estándares y entre formas, y un pedido que no nombra el estándar deja abierto el mínimo aplicable. La aceptación de un lote entregado se basa en el certificado y el informe de prueba emitidos para ese lote.