Inconel625鎳基高溫合金

一、名稱
Inconel625，美國材料試驗協會（ASTM）定名為Ni-Cr-Mo-Nb合金。
二、概述
Inconel625是以Mo，Nb為主要強化元素的固溶強化鎳基變形合金，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℃溫度范圍內具有良好的強度和韌性.可采用冷加工提高合金的強度。合金能抗氯離子應力腐蝕裂紋。可用作噴氣發動機部件，航宇結構部件和化工設備。
化學成分
表19.1化學成分，%

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，冷拔無縫管和擠壓管。
五、熱處理制度
合金不能通過熱處理強化，但是，為了消除冷加工的影響，需要進行退火。
消除應力∶900℃，保溫時間根據厚度而定。
工廠退火∶930-1040℃，1小時。
固溶退火∶1095-1205℃，空冷或水淬。
六、物理化學性能
1.密度8.44
2.熔化溫度1288-1349℃
3.導熱率（圖19.1）
圖19.1合金的導熱率
4.熱膨脹系數（圖19.2）
圖19.2合金的熱膨張系數
表19.2合金的抗氧化數據
*循環氧化∶加熱15分鐘，冷卻5分鐘為一次循環.
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，海水中的抗腐蝕數據列于表19.3.
表19.3在海水中的腐蝕數據

（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溶液的腐蝕，此外，還有良好的耐硝酸及磷酸腐蝕的能力，對加熱至沸點以下的鹽酸和低濃度的硫酸腐蝕也有相當的抗力。
七、機械性能
1.室溫機械性能
（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冷加工對帶材機械性能的影響
帶材取自9.5毫米的熱軋板，經1180℃退火1小時，然后冷軋

圖19.5真實應力-應變曲線，可聯系021-67898711索取更多資料。
圖19.6冷加工對熱軋板材拉伸性能的影響
圖19.7退火溫度對冷拉棒材拉仲性能的影響
表19.6不同熱處理制度對熱軋棒材拉伸性能和硬度的影響
 

圖19.8退火溫度對熱軋棒材拉伸性能的影響，可聯系021-67898722索取更多資料。
硬度（圖19.9）
（3）沖擊性能（圖19.10）
圖19.9冷軋壓下量對硬度的影響
不同溫度的機械性能
（1）拉伸性能（圖19.11-19.17）
圖19.10退火溫度對冷拉條材沖擊值的影響
圖19.11典型的應力-應變曲線
圖19.12試驗溫度對冷軋板材拉伸
圖19.13冷軋退火板材的高溫拉伸性能
圖19.14溫度和應變速率對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低溫對熱軋棒材夏比沖擊值的影響
圖19.19溫度對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小時的持久性能
圖19.21固溶處理后合金1000小時的持久性能
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度比較
圖19.29熱軋和退火棒材高溫疲勞強度曲線
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行工，但是，在熱加工溫度范圍內變形抗力較大，因此，需要大功率鍛壓設備，熱溫度為1177℃，成型或鍛造最低溫皮為1010℃，當溫度低于1010℃，合金變硬，難以變形，繼續加工在溫度較低的部位發生開裂，為了防止雙晶結構，加工應該注意均勻變形，用開口鍛模鍛造時，最后變形量應不小于15-20%，
合金在650℃或650℃以下工作時，根據要求建議采用熱軋、冷軋或工廠退火狀態的材料，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，可通過冷加工提高合金的拉伸性能。當合金在650℃以上工作時，最好在退火狀態或固溶狀態下使用要求部件有良好的蠕變和持久性能時，最好在固溶狀態下使用。而細晶粒材料在815℃以下具有較好的疲勞強度、硬度、屈服強度和拉伸強度，
合金的熱處理應該在不含硫的弱還原氣氛中進行，其中一氧化碳的含量不少于2%。
合金的焊接性能良好，在保護氣氛下無論用鎢極或用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）中，對冷軋退火板材進行的釬焊試驗（1120℃，15分鐘），結果良好.為了保持合金的抗腐蝕性能，焊接后不進行熱處理。九、組織
合金的退火組織中有TiN，NbC和M6C。在700-650℃長期時效后，析出少量富Nb的金相。退火和退火加760℃處理后的組織見圖19.33.長期時效對生能的影響見表19.7.
表19.7長期時效對拉伸性能的影響

圖19.33退火溫度對760℃處理時碳化物析出的影響，可聯系1-3-4/72787990索取更多資料。
從表19.7可以看出，長期時效后屈服強度提高近一倍，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℃長期受熱對性能也有明顯影響（圖19.34），從圖中看出，在620℃受熱1000小時后屈服強度提高了75%，拉伸強度也有很多提高，室溫延伸率卻明顯下降，但是4000小時后仍保持在20%的水平.
合金經長期受熱后組織上也發生某些變化，在620℃受熱2000小時后的組織見圖19.35，晶界上有不連續的析出物，X射線衍射證明為TiN和含一定數量Ta的NbC.此外，組織中還析出了富Nb的γ′相。這種γ′相直到發生過時效并轉變成穩定的斜方晶系的NiNb之前是與面心立方體結構的基體共格存在的，這是長期受熱后強度提高、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，合金的時效反應是相當緩慢的，這對于焊接結構十分有利，因為在焊接過程中;熱影響區仍能保持其退火狀態的強度和塑性，所位inconel625在焊接結構中是一種引人注意的合金，
圖19.34Inconel625合金長期受熱后室溫拉伸性能的變化
圖19.35Inconel625在620℃時效2000小時后的組織，晶界不連續析出物為TiN，NbC
十、用途
主要以管材和板材用作噴氣發動機部件，航宇結構件，包括蜂窩結構等，化工設備，接觸海水的裝置和原子反應推的燃料外套等.
參考文獻
略。。