Monel400合金是一种铜镍合金耐蚀性优良，在各种媒介中拥有非常良好的耐腐的能力，焊接性能好、高强度中度，该合金已在多种场合中应用。在咸水或海水具有耐孔蚀、应力侵蚀的能力.尤其是耐氢氟酸和耐盐酸.海洋工业Monel k500蒙乃尔400（N04400/Monel400）
Monel400是一种用量大、用途广、综合性能的耐蚀合金。此合金在氢氟酸和氟气介质中具有耐蚀性，对热浓碱液也有耐蚀性。同时还耐中性溶液、水、海水、大气、有机物等的腐蚀。该合金的一个重要特征是一般不产生应力腐蚀裂纹，切削性能良好。
Monel400合金在氟气、盐酸、硫酸、氢氟酸以及它们的派生物中有优秀的耐蚀性。同时在海水中比铜基合金更具耐蚀性。酸介质：Monel400在浓度小于85%的硫酸中都是耐蚀的。Monel400是可耐氢氟酸中为数的重要材料之一。水腐蚀：Monel400合金在多数水腐蚀情况下，不仅耐蚀性，而且孔蚀、应力腐蚀等也少发现，腐蚀速度小于0.025mm/a。高温腐蚀：Monel400在空气中持续工作的温度一般在600℃左右，在高温蒸汽中，腐蚀速度小于0.026mm/a。氨： 由于Monel400合金镍含量高，故可耐585℃以下无水氨和氨化条件下的腐蚀。
退火温度应控制在700-900 ℃，推荐快速空冷以得到耐腐蚀性能。 时间和温度将直接影响晶粒度,必须仔细制定退火参数。
可用氩弧焊、等离子体电弧，气体保护焊或手弧焊等办法来进行焊接，首推脉冲电弧焊，焊后进行表面处理。
蒙乃尔K500合金除具有高强度、耐腐蚀、无磁性等优异的机械性能外，还具有蒙乃尔400同样的耐蚀性。能作为泵轴材料，适用于高硫、高蜡油层的地质
开采条件下工作。由于该合金没有塑—脆转变温度，所以非常适用于各种低温设备。此合金大多数都用在泵轴和阀杆、输送器刮刀、油井钻环、弹性部件、阀垫等。
该合金的化学成分大体与蒙乃尔400相同，差别是含有2.3-3.15%的A1和0.30-1.00%的Ti，此合金的组织特点除有弥散的Ni3（A1,Ti）沉淀相析出外，其他
摘 要: 通过实海暴露实验,研究了N6纯Ni和Monel400合金在中国南海海域800和1200 m深海环境下的长周期(3 a)腐行为。
采用SEM,EDS和XRD技术，分别进行了腐蚀形貌观察,腐蚀产物成分和相组成分析。
结果表明:在深海环境下,Monel400合金的耐局部侵蚀的能力要优于N6纯N，N6纯N在绿色腐蚀产物膜 由NiCI2-6H20组成,还覆盖有少量的CaC03和MgC03等无机盐类)下发生了很严重的隧道腐蚀,甚至会出现了局部穿孔现象。
Monel400合金表面生成了宽浅型的点蚀坑,点蚀坑上覆盖有由 (CuN) 2CI (OH)3组成的腐蚀产物。N6纯Ni和Monel400镍合金的最大点蚀坑深度均随水深的增加而降低。
深海水环境具有含盐量高、电阻率低、氧浓度低、压力高和温度低等特点,材料在深海环境中的腐蚀与在浅海中的不同。
对于材料在深海环境中的腐蚀行为和规律的研究始于上世纪60年代,美国加利福尼亚怀尼美港海军民用工程实验室在太平洋海域表面及距表面水深762和1828 m处投放了475种金属和合金共计约20000 件样品,实验周期123-1064 dI11。
由于深海实海暴露实验难度大、周期长,很多学者开始采用实验室模拟实验研究深海外因对材料腐蚀行为的影响。
结果表明:随着静水压力的增加,纯Ni在稀Na CI和Na,SOu溶液中的腐蚀速率降低,而在相应的浓溶液中的腐蚀速率增加;这是由于纯Ni在稀溶液和浓溶液中所生成的腐蚀产物膜的性质不同造成的15,61高压改变了Mo对不锈钢耐局部侵蚀的能力的作用。
随着静水压力的增加,6061 T6铝合金腐蚀产物中的Mg/Al比以及非水合氧化物和水合氧化物的比值增加:从而使生成的氧化膜更致密,但自修复能力降低。
Zhang等基于统计学方法和随机理论研究了静水压力对Fe-20Cr合金,Ni-Cr-MO-V高强钢和纯Ni点蚀行为的影响。
结果表明:随着静水压力的增加,Fe-20Cr合金的亚稳态点蚀发生的频率加快且向稳态点蚀发展的倾向增大,但点蚀的产生机制并未改变;Ni-Cr-MO-V高强钢的点蚀产生速率增加但点蚀生长速率降低，综合表现为耐蚀性变差:纯Ni的钝化膜形成速率和点蚀的产生概率均降低研究了模拟深海压力对两种低合金钢腐蚀行为的影响。
结果表明,深海压力加速了低合金钢的阳极溶解速率。以上实验室模拟实验主要是研究静水压力这一单因素对金属腐蚀行为的影响。
而材料在深海中的腐蚀是多因素(溶氧量、压力、温度等)交又作用的结果,且我国南海深海环境与美英等国开展实海实验的海域深海环境并不相同。
为此，我国在2008年首次在中国南海海域进行了深海腐蚀实验装置的投放工作,历经3 a的实验周期将样品成功取回。投试材料包括黑色、有色及涂层三大类共31 种。本文对所投镍基合金N6 纯N和Mone400 合金)在我国南海海域不同深度水环境下的腐蚀行为进行了研究。
实海挂片的样品尺寸为200 mmx100 mmx3 mm,用水砂纸打磨至600 号，试样的长边垂直于板材轧制方向。试样投放前进行去油处理，对试样尺寸和重量进行精确测量并记录。每种材料单一环境下取4组平行试样。
于2009年9月~2012年9月,在我国南海海域进行了深海腐蚀实验装置的投放。投放深度分别为800 和1200 m,暴露地点的海水外因见表2.
2.3 腐蚀形貌观察和腐蚀产物成分分析暴露试样按期取回后,酸洗去除腐蚀产物。酸洗液按照GBT16545-1996《腐蚀试样上腐蚀产物的清除》配置:150 m盐酸(HCl,p=1.19 g/m L)加蒸水配制成1000 m L溶液。
采用GBT18590-2001《金属和合金的腐蚀点蚀评定方法》中的显微法测量评定点蚀坑的深度。
图1为N6 纯Ni和Monel400 合金的金相组织。可知,N6 纯N的组织架构为典型单相奥氏体组织,在部分晶粒中存在形变李晶:含有黑色颗粒状的Ni O和Ni;S,部分黑色颗粒旱环形分布。
Ni O和NiS,的生成是由于纯Ni在含S的煤气中加热时,煤气中的SO便会与Ni发生如下反应:由于Ni和Cu可以任何比例互溶,因此Monel400 合金组织架构亦为单相奥氏体组织,没有金属间相析出,晶粒内部存在少量形变李晶,但其晶粒尺寸要明显小于N6纯Ni。
在Monel400合金中也存在黑色颗粒状的Ni O和Ni,S,且小的黑色颗粒成串分布
由于镍合金为钝性金属,在海水环境中主要发生局部腐蚀，因此采用最大点蚀坑深度来评价镍合金在深海环境中的耐腐的能力能。
中投样的实海环境与本文相似:其中,p H值(7.5-8.1) 和盐度(3.43%~3.46%)变化与南海基本一致:静水压力和水深相关,与地理位置无关;溶氧量(0.6-9 mg/L)的变化与南海稍有不同,但在1200 m以下的深海中的变化(2.38.3.5 mg/l) 与南海相近,因此,可以将本文中的实验结果与文献[1]中同种合金的实验结果相对比,数据按照海水深度变化作图,如图2 所示。
可知,N6 纯Ni和Monel400 合金的最大点蚀坑深度均随水深的增加而降低。
其中,N6 纯Ni在浅海和深度小于1200 m的深海中发生了严重的点蚀,并导致样品穿孔。
Monel400合金中Cu的加入非常大程度上减轻了Ni的点腐蚀速率，因此Monel400 镍合金的最大点蚀坑深度远低于N6纯Ni。
图3 为N6 纯Ni和Monel400 合金在南海800和1200 m实海暴露3 后的表面腐蚀宏观形貌。从图中可知,两种材料基体表面均附着一层灰黑色腐蚀产物膜,并在这层腐蚀产物膜表面局部分布有绿色的腐蚀产物:其中,Monel400 合金表面的绿色腐蚀产物更多，分布范围更广。
将样品表面的腐蚀产物去除后，严重的局部腐蚀坑显露出来，如图4所示(标记区域为腐蚀穿孔区域)。N6 纯Ni表面的绿色腐蚀产物膜看似完整,但却只是又薄又脆的一层,腐蚀产物膜下面已发生了很严重的局部腐蚀，甚至会出现了局部穿孔现象。
这符合隧道腐蚀的特点:以点蚀和缝隙腐蚀为起点,腐蚀是隐伏的、多半不露出表面,基体内腐蚀，表面留下未受腐蚀的薄膜:腐蚀基本沿重力方向发展，明显受到重力的影响。其中,N6纯Ni在800 m深海中的隧道腐蚀的长度明显大于在1200 m深海中的,几乎贯穿整个样品。
Monel400 合金表面主要发生点蚀,生成了直径高达数毫米的点蚀坑。点蚀坑的深度小于点蚀坑的半径,属宽浅型的点蚀坑。不同之处在于,点蚀坑内部凸起，在中心处还可见一个更小的点蚀坑，两个点蚀坑呈现同心环状结构。
N6纯N和Monel400合金在南海800和1200 m实海暴露3 a后的SEM像如图5 所示。N6 纯N的SEM像进一步表明,其表面的局部腐产物膜脆弱而不完整，下面已形成了较深的隧道腐蚀坑。Monel400 合金表面的腐蚀产物膜比N6 纯Ni的完整,这和合金元素Cu的加入有关。
Mone1400 合金表面的腐产物主要由Cu,N,0和C/组成,还有少量的Fe，具体的元素含量列于表3中。随着水深的增加,N6 纯Ni腐蚀产物的C含量峰低,Ca的含量增加,这有利于生成具有保护性的相对致密的腐产物沉积层,抑制沉规层下的腐蚀。
这与文前1和]中的报道一致，合金元素Cu的加入促使点向纵深处发展减缓，最终成长为宽浅型的点蚀坑 图4),降低了点蚀穿孔的风险,显著提升了镍合金在济海环境下的耐局部腐蚀能力。
(1) N6 纯Ni和Monel400 合金的最大点蚀坑深度均随水深的增加而降低
（2)在深海环境下,MOne400 镇合金表面生成了宽浅型的点他坑,N6 纯N发生了严重的隧道腐他,其至在局部腐穿孔。Mone1400合金的对局部腐钟能力要优于N6纯Ni这一规律在深海和浅海是一致的。
