Inconel625鎳基高溫合金

一、名稱(chēng)
Inconel625，美國(guó)材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)（ASTM）定名為Ni-Cr-Mo-Nb合金。
二、概述
Inconel625是以Mo，Nb為主要強(qiáng)化元素的固溶強(qiáng)化鎳基變形合金，在650℃以下有良好的持久性能，疲勞性能，抗氧化和抗腐蝕性能。從低溫到1095℃溫度范圍內(nèi)具有良好的強(qiáng)度和韌性.可采用冷加工提高合金的強(qiáng)度。合金能抗氯離子應(yīng)力腐蝕裂紋?？捎米鲊姎獍l(fā)動(dòng)機(jī)部件，航宇結(jié)構(gòu)部件和化工設(shè)備。
化學(xué)成分
表19.1化學(xué)成分，%

四、品種
熱軋棒材，熱軋條材，冷軋和熱軋薄板，冷軋帶材，冷拉棒材，鍛件和條材，冷拔無(wú)縫管和擠壓管。
五、熱處理制度
合金不能通過(guò)熱處理強(qiáng)化，但是，為了消除冷加工的影響，需要進(jìn)行退火。
消除應(yīng)力∶900℃，保溫時(shí)間根據(jù)厚度而定。
工廠退火∶930-1040℃，1小時(shí)。
固溶退火∶1095-1205℃，空冷或水淬。
六、物理化學(xué)性能
1.密度8.44
2.熔化溫度1288-1349℃
3.導(dǎo)熱率（圖19.1）
圖19.1合金的導(dǎo)熱率
4.熱膨脹系數(shù)（圖19.2）
圖19.2合金的熱膨張系數(shù)
表19.2合金的抗氧化數(shù)據(jù)
*循環(huán)氧化∶加熱15分鐘，冷卻5分鐘為一次循環(huán).
電阻率（圖19.3）(13472787990)
6.抗氧化和抗腐蝕性能合金具有良好的抗氧化性能。
合金無(wú)論在海洋氣氛還是在非海洋氣氛中，腐蝕速度都很小，在新鮮水中基本上不受腐蝕，抗海水腐蝕的能力也很好，海水中的抗腐蝕數(shù)據(jù)列于表19.3.
表19.3在海水中的腐蝕數(shù)據(jù)

（1）6.4×100×300毫米焊有圓形焊縫的平板試樣，焊前在980℃退火。
（2）縫隙表示法∶用32毫米的纖維墊圈以螺栓固定在板面中心.
合金還能耐各種鹽類(lèi)溶液的腐蝕，此外，還有良好的耐硝酸及磷酸腐蝕的能力，對(duì)加熱至沸點(diǎn)以下的鹽酸和低濃度的硫酸腐蝕也有相當(dāng)?shù)目沽Α?br/>七、機(jī)械性能
1.室溫機(jī)械性能
（1）拉伸性能（表19.4-19.6;圖19.4-19.8）
表19.4典型的拉伸性能,可聯(lián)系021-67898711索取更多資料。

圖19.4冷拉線材的拉伸性能
表19.5冷加工對(duì)帶材機(jī)械性能的影響
帶材取自9.5毫米的熱軋板，經(jīng)1180℃退火1小時(shí)，然后冷軋

圖19.5真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變曲線，可聯(lián)系021-67898711索取更多資料。
圖19.6冷加工對(duì)熱軋板材拉伸性能的影響
圖19.7退火溫度對(duì)冷拉棒材拉仲性能的影響
表19.6不同熱處理制度對(duì)熱軋棒材拉伸性能和硬度的影響
 

圖19.8退火溫度對(duì)熱軋棒材拉伸性能的影響，可聯(lián)系021-67898722索取更多資料。
硬度（圖19.9）
（3）沖擊性能（圖19.10）
圖19.9冷軋壓下量對(duì)硬度的影響
不同溫度的機(jī)械性能
（1）拉伸性能（圖19.11-19.17）
圖19.10退火溫度對(duì)冷拉條材沖擊值的影響
圖19.11典型的應(yīng)力-應(yīng)變曲線
圖19.12試驗(yàn)溫度對(duì)冷軋板材拉伸
圖19.13冷軋退火板材的高溫拉伸性能
圖19.14溫度和應(yīng)變速率對(duì)板材拉伸性能的影響
圖19.15退火棒材的高溫拉伸性能
圖19.16退火板材焊接后焊縫的拉伸性能
沖擊性能（圖19.18）
圖19.17惰性氣體鎢弧焊接板材的拉伸性能
圖19.18低溫對(duì)熱軋棒材夏比沖擊值的影響
圖19.19溫度對(duì)冷軋板材尖銳缺口和光滑試樣拉伸性能的影響
（4）缺口性能（圖19.19）
3.持久和蠕變性能（圖19.20-19.26）
圖19.20 固溶處理后合金10，000小時(shí)的持久性能
圖19.21固溶處理后合金1000小時(shí)的持久性能
圖19.23棒材的光滑和缺口試樣的持久
圖19.24熱軋和固溶退火棒材
圖19.25熱軋和工廠退火棒材的持久參數(shù)控制曲線
圖19.26固溶處理的Inconel625 合金的持久和蠕變曲線
4.疲勞性能（圖19.27-19.30）
圖19.28熱軋和退火棒材室溫疲勞強(qiáng)度比較
圖19.29熱軋和退火棒材高溫疲勞強(qiáng)度曲線
5.彈性模量（圖19.31-19.32
圖19.30熱軋固溶退火棒材高溫疲勞強(qiáng)度曲線
圖19.31合金的泊松比溫度，℃
圖19.32合金的彈性模量
八、工藝
合金可采用一般加工工藝進(jìn)行工，但是，在熱加工溫度范圍內(nèi)變形抗力較大，因此，需要大功率鍛壓設(shè)備，熱溫度為1177℃，成型或鍛造最低溫皮為1010℃，當(dāng)溫度低于1010℃，合金變硬，難以變形，繼續(xù)加工在溫度較低的部位發(fā)生開(kāi)裂，為了防止雙晶結(jié)構(gòu)，加工應(yīng)該注意均勻變形，用開(kāi)口鍛模鍛造時(shí)，最后變形量應(yīng)不小于15-20%，
合金在650℃或650℃以下工作時(shí)，根據(jù)要求建議采用熱軋、冷軋或工廠退火狀態(tài)的材料，由于合金在很低的溫度下，仍有很好的塑性和韌性，因此，為了在中溫下使用，可通過(guò)冷加工提高合金的拉伸性能。當(dāng)合金在650℃以上工作時(shí)，最好在退火狀態(tài)或固溶狀態(tài)下使用要求部件有良好的蠕變和持久性能時(shí)，最好在固溶狀態(tài)下使用。而細(xì)晶粒材料在815℃以下具有較好的疲勞強(qiáng)度、硬度、屈服強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度，
合金的熱處理應(yīng)該在不含硫的弱還原氣氛中進(jìn)行，其中一氧化碳的含量不少于2%。
合金的焊接性能良好，在保護(hù)氣氛下無(wú)論用鎢極或用inconel625自耗極都容易焊接，采用電阻釬焊合金（AWS-ASTMClass Ni-1）在干燥氫氣（-46℃露點(diǎn)）中，對(duì)冷軋退火板材進(jìn)行的釬焊試驗(yàn)（1120℃，15分鐘），結(jié)果良好.為了保持合金的抗腐蝕性能，焊接后不進(jìn)行熱處理。九、組織
合金的退火組織中有TiN，NbC和M6C。在700-650℃長(zhǎng)期時(shí)效后，析出少量富Nb的金相。退火和退火加760℃處理后的組織見(jiàn)圖19.33.長(zhǎng)期時(shí)效對(duì)生能的影響見(jiàn)表19.7.
表19.7長(zhǎng)期時(shí)效對(duì)拉伸性能的影響

圖19.33退火溫度對(duì)760℃處理時(shí)碳化物析出的影響，可聯(lián)系1-3-4/72787990索取更多資料。
從表19.7可以看出，長(zhǎng)期時(shí)效后屈服強(qiáng)度提高近一倍，室溫和高溫塑性有顯著降低，但延伸率仍保持在較高的水平.
在595℃和620℃長(zhǎng)期受熱對(duì)性能也有明顯影響（圖19.34），從圖中看出，在620℃受熱1000小時(shí)后屈服強(qiáng)度提高了75%，拉伸強(qiáng)度也有很多提高，室溫延伸率卻明顯下降，但是4000小時(shí)后仍保持在20%的水平.
合金經(jīng)長(zhǎng)期受熱后組織上也發(fā)生某些變化，在620℃受熱2000小時(shí)后的組織見(jiàn)圖19.35，晶界上有不連續(xù)的析出物，X射線衍射證明為T(mén)iN和含一定數(shù)量Ta的NbC.此外，組織中還析出了富Nb的γ′相。這種γ′相直到發(fā)生過(guò)時(shí)效并轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的斜方晶系的NiNb之前是與面心立方體結(jié)構(gòu)的基體共格存在的，這是長(zhǎng)期受熱后強(qiáng)度提高、塑性降低的主要原因，這種NINB相以針狀的魏氏組織存在，然而，合金的時(shí)效反應(yīng)是相當(dāng)緩慢的，這對(duì)于焊接結(jié)構(gòu)十分有利，因?yàn)樵诤附舆^(guò)程中;熱影響區(qū)仍能保持其退火狀態(tài)的強(qiáng)度和塑性，所位inconel625在焊接結(jié)構(gòu)中是一種引人注意的合金，
圖19.34Inconel625合金長(zhǎng)期受熱后室溫拉伸性能的變化
圖19.35Inconel625在620℃時(shí)效2000小時(shí)后的組織，晶界不連續(xù)析出物為T(mén)iN，NbC
十、用途
主要以管材和板材用作噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)部件，航宇結(jié)構(gòu)件，包括蜂窩結(jié)構(gòu)等，化工設(shè)備，接觸海水的裝置和原子反應(yīng)推的燃料外套等.
參考文獻(xiàn)
略。。