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英科耐爾|Inconel

inconel產品的均勻腐蝕可以發生在酸性或熱的堿性溶液。通過這種機制可以預計的虧損,并在設計允許的。inconel產品的腐蝕速率非常慢時,該金屬是在被動狀態,一般的是耐腐蝕性更好地較大的鉻含量,但其他的溶質可以是有害的。

產品分類 / 用途

00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti(Inconel 725 )


(00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti)Inconel 725 合金是一種既具有高耐蝕性又可時效硬化到極高強度的Ni-Cr-Mo-Nb-Ti- Al耐蝕合金。此合金的耐蝕性基本上與已廣泛使用的Inconel 625合金一致,時效硬化處理的725合金的強度水平是625合金的2倍,并且其塑韌性仍保持較高的水平。對于在腐蝕環境中應用,既要求具有優異耐蝕性又要求具有高強和高的塑韌性的服役條件,一些大型部件或截面尺寸不均勻的部件不能釆用冷加工的強化措施,這種時效硬化型鐐基耐蝕合金不失是一種最佳選擇。Inconel 725合金已在酸性氣田開發中得到成功應用。


一、化學成分特點和組織結構


(00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti)Inconel 725 合金的化學成分見表 8-7。合金的 Cr、Ni、Mo、Nb 含量與625合金基本一致,這是此合金的耐蝕特性與625合金一致的根本原因,兩者的差別在于725合金中的碳降到0.03%以下,并加入Ti和Al,前者減少了碳化物析出敏感性而提高耐晶間腐蝕能力,后者賦予了合金的時效強化功能。


表 8-7.jpg

表 8-8.jpg


 (00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti)Inconel 725 合金在固溶退火狀態下為純奧氏體合金,在時效狀態下有碳化物和金屬間相形成,碳化物以M6C為主并有MC和M23C6型碳化物形成,此合金金屬間相為[Ni3(Nb,Ti,Al)],后者為合金的主要時效強化相, 其功能是提高合金的強度。


二、力學性能


(00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti)Inconel 725 合金的室溫力學性能見表8-106。時效硬化棒材高溫瞬時力學性能見圖 8-92。16~16.5mm棒材(固溶+時效硬化處理)的高溫瞬時力學性能列于表 8-107。


表 8-106.jpg

表 8-107.jpg


三、耐蝕性能


  1. 全面腐蝕


   在酸溶液中,不同熱處理狀態的725合金的耐蝕性列于表8-108,為了比較 引入了文獻中的625和C-276合金,顯然725合金的耐蝕性可與退火態的625合金和 C-276合金媲美。


表 8-108.jpg


    表 8-109 為725合金在酸性介質中的耐蝕性隨試驗時間和介質溫度的變化而 發生的變化。


表 8-109.jpg


   2. 應力腐蝕


   在判定由硫化物引起的應力腐蝕(氫脆)的標準試驗中(NACET M0177 ),725 合金的腐蝕數據見表8-110。這些數據指岀725合金優于625合金和718合金。


表 8-110.jpg


   在模擬酸性井環境中,725合金的應力腐蝕行為見表8-111 和圖8-93。725 合金的耐SCC性能優于冷加工的625合金、G-3合金、925合金、825合金和718 合金,近于C-276合金。


表 8-111.jpg

圖 8-93.jpg

 

 3. 耐縫隙腐蝕性能和腐蝕疲勞


    時效狀態的725合金的耐縫隙腐蝕性能優于退火態的625合金(表8-112), 在海水中的疲勞性能與空氣中的一致(圖8-94)。


表 8-112.jpg

圖 8-94.jpg


四、熱處理、熱成型和焊接性能


    1. 熱處理


 (00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti)Inconel 725 合金的強化是依賴于時效處理 γ''相沉淀實現的,時效前應使合金固溶退火,然后再施以時效處理。



   固溶退火:1040℃ 固溶,AC(空冷)。


   時效處理:對于酸性氣井應用, 推薦下述處理工藝,730℃×8 h 、爐冷 (56℃/h)至620℃ × 8h, AC。


   2. 熱成型


  725合金的適宜熱成型溫度為 899~1121℃,因其強度高,熱成型設備應具有足夠的變形力。為使部件具有均勻一致的變形,在變形的低溫區(890 ~950℃)應適度減少壓縮量。為了避免混晶結構,應給予合金較均勻的壓縮量,對于開口模熱作,最終的壓縮量應大于20%,對于閉口模熱作,最終變形量應大于10% ,熱作后空冷。在熱作過程中既要避免 過熱又要避免低于899℃的冷點出現,一旦出現表面裂紋或其他缺陷要即時去除。建議將熱作工具和模具預熱到260℃,對消除部件表面裂紋和缺陷是有益的。


   3. 焊接


  725合金最適宜的焊接方式是GTAW和GMAW,不推薦使用SAW和SMAW, 充填金屬應采用725NDUR,以確保焊件的強度。表8-113 為采用725NDUR焊絲堆焊1層在 5% NaCI +517kPa H2S +2758kPa CO2, 149℃ 環境下的慢速拉伸試驗數據。表中的數據為在腐蝕環境和空氣中采用相同慢速拉伸參數所獲得的數據 比,通常這個比值在0.90以上是可接受的。表8-114 為725NDUR焊縫金屬 (GMA)的室溫力學性能,表8-115 其沖擊性能。


表 8-113.jpg

表 8-115.jpg



   表8-114 和 表8-115的數據說明,焊后高溫退火再經雙時效處理可使其沖擊韌性明顯提高。


五、物理性能


 (00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti)Inconel 725 合金物理性能分別見表8-116 ~表8-118。


表 8-116.jpg

表 8-117.jpg


六、應用


  (00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti)Inconel 725 合金集耐腐蝕性與高強度于一身,它主要應用于耐蝕環境的高強度部件,在酸性氣井的環境中它已用作懸掛件、偏心工作筒,拋光座圈和地面接頭等,用以抵抗硫化氫、氯化物和二氧化碳的腐蝕。因725合金具有與625合金相當的耐蝕性,它亦是在海水中高強度緊固件的優選材料,在海水中提供了良好的耐點蝕、耐縫隙腐蝕性能。此外,此合金特別適宜用做聚合物的擠壓模,在要求高強度的強腐蝕環境服役條件下,它亦提供了高強度和耐蝕性的雙重性能。


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