Monel K-500 – UNS N05500
Alliage nickel-cuivre durcissable par précipitation
Alliage Ni-Cu avec aluminium et titane, durci par précipitation de γ′ Ni₃(Al,Ti). Il conserve la résistance à la corrosion du Monel 400 dans l'eau de mer, avec une limite d'élasticité environ 3 fois supérieure. Il est amagnétique jusqu'à environ −100 °C, d'où son emploi dans les outils de forage dirigé.
Désignations et équivalences
| Système | Désignation |
|---|---|
| UNS | N05500 |
| W.Nr./EN | 2.4375 – NiCu30Al |
| DIN | NiCu30Al |
| Appellations commerciales | Monel K-500 (Special Metals), Nicorros Al (VDM), Alloy K-500 |
| Autres | QQ-N-286; AMS 4676 |
Normes par forme de produit
| Forme | Norme |
|---|---|
| Barre | ASTM B865; AMS 4676 |
| Pièce forgée | ASTM B865; AMS 4676 |
Tolérances et codes SH
- Barres forgées (rondes et carrées) : surépaisseur d'usinage de 2 mm (Ø 6–16 mm) à 24 mm (Ø 400–500 mm) sur le diamètre. Ex. : Ø 100–125 mm fini : +7 mm, tolérance +6 / −0 (longueur jusqu'à 3.500 mm).
- Disques forgés : surépaisseur de 4 à 9 mm sur le diamètre et de 3 à 11 mm sur la hauteur, tolérance en plus uniquement.
- Découpe et usinage : scie à ruban −0 / +5 à +15 mm en longueur ; jet d'eau +10 % de l'épaisseur sur le diamètre (min. 2 mm) ; pièces usinées −0 / +2 à +5 mm sur le diamètre. Voir les tableaux complets (INF 002 et INF 003, identiques pour tous les alliages).
| Forme | NCM (Brésil, 8 chiffres) | SH (international, 6 chiffres) | HTS (États-Unis, 10 chiffres)* | NC (Union européenne, 8 chiffres)* |
|---|---|---|---|---|
| Barre forgée | 7505.12.10 | 7505.12 | 7505.12.3000 | 7505 12 00 |
| Barre laminée à chaud | 7505.12.10 | 7505.12 | 7505.12.3000 | 7505 12 00 |
| Bride et raccord | 7507.20.00 | 7507.20 | 7507.20.0000 | 7507 20 00 |
Classe tarifaire : alliage de nickel (selon la composition chimique, conformément aux Notes du Chapitre 72 et à la Note 5 de la Section XV).
* : codes américains et européens à titre indicatif. NCM selon la législation en vigueur (Règles générales pour l'interprétation, Notes des Chapitres 72, 74 et 75 et Note 5 de la Section XV). Confirmez le code définitif auprès de votre transitaire en douane selon la taille et la finition de l'article. SH = 6 premiers chiffres de la NCM.
Composition chimique (%)
ASTM B865 (UNS N05500)
| Élément | Plage (%) |
|---|---|
| Ni (+Co) | ≥ 63,0 |
| Cu | 27,0 – 33,0 |
| Al | 2,30 – 3,15 |
| Ti | 0,35 – 0,85 |
| Fe | ≤ 2,0 |
| Mn | ≤ 1,5 |
| C | ≤ 0,18 (ASTM B865) |
| Si | ≤ 0,5 |
| S | ≤ 0,01 |
Calculer le PREN de Monel K-500 dans le calculateur de PREN →
Propriétés mécaniques
laminé à chaud + vieilli (ASTM B865)
| Propriété | Valeur |
|---|---|
| Limite d'élasticité (0,2%) | ≥ 690 MPa |
| Résistance à la traction | ≥ 965 MPa |
| Allongement | ≥ 20% |
| Dureté | ≥ 27 HRC (≈ 265 HB) |
| Dureté max. (NACE MR0175/ISO 15156) | ≤ 35 HRC |
Propriétés physiques typiques
| Propriété | Valeur |
|---|---|
| Masse volumique | 8,44 g/cm³ |
| Intervalle de fusion | 1.315 – 1.350 °C |
| Module d'élasticité | 179 GPa |
| Conductivité thermique (20 °C) | 17,4 W/m·K |
| Dilatation thermique (20–100 °C) | 13,7 µm/m·K |
Calculer le poids de la barre, de la tôle ou du tube en Monel K-500 →
Traitement thermique, soudage et usinage
| Élément | Pratique courante |
|---|---|
| Température de service | Du domaine cryogénique jusqu'à ~480 °C (typique), en conservant les propriétés à l'état vieilli. Amagnétique jusqu'à ≈ −100 °C. |
| Traitement thermique | Mise en solution (si nécessaire) à 980 – 1.040 °C. Vieillissement du matériau recuit : 593 – 607 °C pendant 16 h, refroidissement au four à 8 – 14 °C/h jusqu'à 480 °C, puis à l'air. Matériau écroui : temps plus courts ou température de ≈ 527 – 538 °C. Le matériau survieilli doit être remis en solution avant un nouveau vieillissement. |
| Soudage | Souder à l'état recuit, puis vieillir. Consommable usuel AWS ERNiCu-7 (FM 60), dont le métal déposé ne durcit pas : le joint est moins résistant que le métal de base vieilli. |
| Usinage | Ébaucher à l'état recuit et finir après vieillissement (le matériau se déforme à peine). S'usine mieux que le Monel 400. |
Planifier un forgeage libre en Monel K-500 : réduction, élancement et quantité de matière à fournir →Simuler le plan de découpe du lingot ou de la barre →
Métal d'apport pour le soudage
La composition du fil n'est généralement pas identique à celle du matériau : chaque page explique pourquoi.
Applications typiques
- Arbres de pompes et hélices marines
- Visserie, ressorts et chaînes pour service marin
- Masses-tiges amagnétiques et outils MWD/LWD
- Roues et pièces internes de vannes
- Racles en papier et cellulose
- Capteurs et instrumentation
Alternatives : Monel 400 lorsque la résistance mécanique n'est pas critique ; 718/725 en service acide (H₂S) à haute résistance ; Nitronic 50 ou duplex pour des arbres marins à moindre coût. Attention : sous protection cathodique, le K500 vieilli est sujet à la fragilisation par l'hydrogène.
Comparer les alliages selon le milieu corrosif, la concentration et la température →
Monel K-500 : guide complet
Qu'est-ce que le Monel K-500
Le Monel K-500 appartient à la famille des alliages de nickel, dans le groupe nickel-cuivre durcissable par précipitation. La base est celle du Monel 400 ; l'aluminium et le titane ajoutés forment, pendant le vieillissement, le précipité gamma prime Ni3(Al,Ti) finement dispersé, qui augmente la résistance et la dureté.
Traitement thermique
La mise en solution se fait à environ 980 °C avec trempe à l'eau ; le vieillissement à 593 – 607 °C pendant 16 heures avec refroidissement lent au four jusqu'à environ 480 °C, en atmosphère exempte de soufre. Les pièces écrouies avant le vieillissement atteignent une résistance encore plus élevée. Dustre réalise ces cycles dans ses propres fours, dans le cadre de son service de traitement thermique, avec certificat de l'état livré.
Corrosion et limites d'emploi
La résistance à la corrosion est celle du Monel 400 : excellente dans l'eau de mer en mouvement, les saumures, la vapeur, l'acide fluorhydrique et les milieux réducteurs, limitée dans l'eau de mer stagnante et les milieux oxydants. La dureté plus élevée améliore la résistance à l'érosion et à la cavitation. L'alliage est amagnétique jusqu'à environ −100 °C, ce qui le distingue du Monel 400 et le rend adapté aux outils et instruments de fond de puits. Pour le H2S, la NACE MR0175 limite la dureté à 35 HRC ; l'emploi va jusqu'à environ 480 °C.
Applications
Arbres et roues de pompes à eau de mer, tiges et sièges de vannes, ressorts et visserie marins, masses-tiges et outils de fond de puits amagnétiques, instruments de mesure de fond de puits, lames et racles pour l'industrie de la cellulose, composants d'équipements de procédé pour le fluor et l'acide fluorhydrique.
Formes de fourniture et services Dustre
Barres rondes et blocs forgés à matrice ouverte, coupés à la dimension à la scie à ruban, avec usinage d'ébauche ou de finition, mise en solution ou recuit dans nos propres fours et essais de dureté, de traction et de résilience. Tout le matériau est fourni avec un certificat de contrôle 3,1 et la traçabilité de coulée.
Questions fréquentes
Quelle est la composition chimique de Monel K-500 ?
Selon ASTM B865 (UNS N05500) : Ni (+Co) ≥ 63,0; Cu 27,0 – 33,0; Al 2,30 – 3,15; Ti 0,35 – 0,85; Fe ≤ 2,0; Mn ≤ 1,5.
Quelles normes couvrent Monel K-500 ?
Barre: ASTM B865; AMS 4676. Pièce forgée: ASTM B865; AMS 4676.
Jusqu'à quelle température Monel K-500 peut-il être utilisé ?
Du domaine cryogénique jusqu'à ~480 °C (typique), en conservant les propriétés à l'état vieilli. Amagnétique jusqu'à ≈ −100 °C.
Quels matériaux peuvent remplacer Monel K-500 ?
Monel 400 lorsque la résistance mécanique n'est pas critique ; 718/725 en service acide (H₂S) à haute résistance ; Nitronic 50 ou duplex pour des arbres marins à moindre coût. Attention : sous protection cathodique, le K500 vieilli est sujet à la fragilisation par l'hydrogène.
Où acheter Monel K-500 au Brésil ?
Dustre fournit Monel K-500 en barres, tôles, tubes, blocs et pièces forgées ou usinées, selon disponibilité, avec certificat de qualité. Siège à Osasco, SP (Brésil), filiales à Joinville (SC) et Baixo Guandu (ES), avec livraison dans tout le Brésil. Pour un devis, écrivez à Helena, notre assistante sur WhatsApp au +55 11 98649-0075, ou à [email protected].
