inconel產品(pin)的(de)(de)均(jun)勻腐(fu)蝕可以發生(sheng)在酸性(xing)(xing)(xing)或熱的(de)(de)堿(jian)性(xing)(xing)(xing)溶液。通過這種機制可以預計的(de)(de)虧損(sun),并在設計允許的(de)(de)。inconel產品(pin)的(de)(de)腐(fu)蝕速率(lv)非常慢時(shi),該金屬是在被動狀(zhuang)態,一般的(de)(de)是耐(nai)腐(fu)蝕性(xing)(xing)(xing)更(geng)好地較大的(de)(de)鉻含量,但其他的(de)(de)溶質(zhi)可以是有害的(de)(de)。
(00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti)Inconel 725 合(he)金(jin)是(shi)一種(zhong)既具有(you)(you)高耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)又(you)可時效硬化(hua)到極高強度(du)的(de)(de)(de)(de)Ni-Cr-Mo-Nb-Ti- Al耐(nai)蝕(shi)(shi)合(he)(he)(he)金。此(ci)合(he)(he)(he)金的(de)(de)(de)(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)基本上(shang)與已廣(guang)泛使用(yong)的(de)(de)(de)(de)Inconel 625合(he)(he)(he)金一致,時效硬化(hua)處理的(de)(de)(de)(de)725合(he)(he)(he)金的(de)(de)(de)(de)強度(du)水平(ping)是(shi)625合(he)(he)(he)金的(de)(de)(de)(de)2倍,并且其塑韌性(xing)(xing)(xing)仍保持較高的(de)(de)(de)(de)水平(ping)。對于在腐蝕(shi)(shi)環境中應(ying)用(yong),既要求具有(you)(you)優異耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)又(you)要求具有(you)(you)高強和高的(de)(de)(de)(de)塑韌性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)服役條件,一些大型部(bu)件或截面尺寸(cun)不均勻的(de)(de)(de)(de)部(bu)件不能釆用(yong)冷加工(gong)的(de)(de)(de)(de)強化(hua)措施,這種(zhong)時效硬化(hua)型鐐(liao)基耐(nai)蝕(shi)(shi)合(he)(he)(he)金不失(shi)是(shi)一種(zhong)最佳選擇。Inconel 725合(he)(he)(he)金已在酸性(xing)(xing)(xing)氣田開發中得到成功應(ying)用(yong)。
一、化學(xue)成(cheng)分特點和組織結(jie)構
(00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti)Inconel 725 合(he)(he)(he)(he)金的化(hua)(hua)學成(cheng)分見表 8-7。合(he)(he)(he)(he)金的 Cr、Ni、Mo、Nb 含量(liang)與625合(he)(he)(he)(he)金基(ji)本一致(zhi)(zhi),這是(shi)此(ci)合(he)(he)(he)(he)金的耐蝕特性與625合(he)(he)(he)(he)金一致(zhi)(zhi)的根本原因(yin),兩者的差別在于725合(he)(he)(he)(he)金中(zhong)的碳(tan)降到0.03%以下,并加入(ru)Ti和Al,前(qian)者減少了(le)碳(tan)化(hua)(hua)物析出敏感性而提高(gao)耐晶間腐蝕能力,后者賦予了(le)合(he)(he)(he)(he)金的時效強化(hua)(hua)功(gong)能。
(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(neng)
(00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti)Inconel 725 合金的室(shi)溫(wen)力(li)學(xue)性能見表8-106。時(shi)效(xiao)硬(ying)化(hua)棒材高溫(wen)瞬(shun)時(shi)力(li)學(xue)性能見圖(tu) 8-92。16~16.5mm棒材(固溶+時(shi)效(xiao)硬(ying)化(hua)處理)的高溫(wen)瞬(shun)時(shi)力(li)學(xue)性能列于表 8-107。
三、耐蝕性(xing)能(neng)
1. 全面腐(fu)蝕
在酸溶液中(zhong),不同熱處理狀(zhuang)態(tai)的(de)725合金的(de)耐蝕性列于表(biao)8-108,為了比較 引入了文(wen)獻中(zhong)的(de)625和C-276合金,顯(xian)然725合金的(de)耐蝕性可與退火態(tai)的(de)625合金和 C-276合金媲美。
表(biao) 8-109 為725合金(jin)在酸性介(jie)質(zhi)中的(de)耐蝕(shi)性隨試(shi)驗時間和介(jie)質(zhi)溫度的(de)變化而 發生的(de)變化。
2. 應力(li)腐蝕(shi)
在判定由硫化物(wu)引(yin)起(qi)的(de)應力腐蝕(shi)(氫脆)的(de)標準試(shi)驗中(NACET M0177 ),725 合金(jin)(jin)的(de)腐蝕(shi)數(shu)據見表(biao)8-110。這些(xie)數(shu)據指岀725合金(jin)(jin)優于625合金(jin)(jin)和718合金(jin)(jin)。
在模擬酸性井環境中,725合(he)(he)金的應力(li)腐蝕行為見表(biao)8-111 和圖8-93。725 合(he)(he)金的耐SCC性能(neng)優于冷(leng)加(jia)工的625合(he)(he)金、G-3合(he)(he)金、925合(he)(he)金、825合(he)(he)金和718 合(he)(he)金,近于C-276合(he)(he)金。
3. 耐縫(feng)隙腐蝕(shi)性能和腐蝕(shi)疲勞
時效狀態的(de)(de)725合(he)金的(de)(de)耐縫隙腐蝕性能優于退火(huo)態的(de)(de)625合(he)金(表8-112), 在海水中的(de)(de)疲勞性能與空氣中的(de)(de)一致(圖(tu)8-94)。
四、熱處(chu)理(li)、熱成型(xing)和焊(han)接性(xing)能
1. 熱(re)處(chu)理(li)
(00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti)Inconel 725 合(he)金(jin)的強(qiang)化是依賴(lai)于時(shi)效處理 γ''相沉淀實現的,時(shi)效前應使合(he)金(jin)固(gu)溶(rong)退火,然后再(zai)施以時(shi)效處理。
固溶退火:1040℃ 固溶,AC(空(kong)冷)。
時(shi)效處(chu)理:對于酸(suan)性氣井(jing)應用, 推薦下述處(chu)理工藝,730℃×8 h 、爐冷 (56℃/h)至620℃ × 8h, AC。
2. 熱成(cheng)型(xing)
725合(he)金的(de)適宜熱(re)成型溫度(du)(du)為 899~1121℃,因其強度(du)(du)高,熱(re)成型設備應(ying)(ying)具(ju)有(you)足夠的(de)變(bian)(bian)形(xing)(xing)力。為使(shi)部(bu)件具(ju)有(you)均勻(yun)一致的(de)變(bian)(bian)形(xing)(xing),在變(bian)(bian)形(xing)(xing)的(de)低溫區(890 ~950℃)應(ying)(ying)適度(du)(du)減少(shao)壓(ya)(ya)縮(suo)量。為了避(bi)(bi)免混晶結構,應(ying)(ying)給予合(he)金較均勻(yun)的(de)壓(ya)(ya)縮(suo)量,對(dui)于開口(kou)模熱(re)作(zuo)(zuo),最(zui)終(zhong)的(de)壓(ya)(ya)縮(suo)量應(ying)(ying)大于20%,對(dui)于閉口(kou)模熱(re)作(zuo)(zuo),最(zui)終(zhong)變(bian)(bian)形(xing)(xing)量應(ying)(ying)大于10% ,熱(re)作(zuo)(zuo)后空(kong)冷。在熱(re)作(zuo)(zuo)過(guo)程中既要(yao)避(bi)(bi)免 過(guo)熱(re)又(you)要(yao)避(bi)(bi)免低于899℃的(de)冷點出現,一旦出現表(biao)面(mian)裂紋或其他(ta)缺(que)陷要(yao)即時去除(chu)。建(jian)議將(jiang)熱(re)作(zuo)(zuo)工具(ju)和模具(ju)預(yu)熱(re)到260℃,對(dui)消除(chu)部(bu)件表(biao)面(mian)裂紋和缺(que)陷是有(you)益的(de)。
3. 焊接(jie)
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8-114 和 表8-115的數(shu)據說明,焊后高(gao)(gao)溫退(tui)火再經雙時效處理可使其沖(chong)擊韌性明顯提(ti)高(gao)(gao)。
五、物理(li)性能
(00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti)Inconel 725 合金物理(li)性能分(fen)別見(jian)表8-116 ~表8-118。
六、應用(yong)
(00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti)Inconel 725 合(he)金(jin)集耐(nai)(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)與高(gao)強(qiang)(qiang)度于一(yi)身(shen),它(ta)(ta)主要應用于耐(nai)(nai)蝕(shi)(shi)(shi)環境的(de)(de)(de)(de)高(gao)強(qiang)(qiang)度部件(jian),在(zai)酸性(xing)氣井的(de)(de)(de)(de)環境中(zhong)它(ta)(ta)已用作(zuo)懸掛件(jian)、偏心工作(zuo)筒,拋光座(zuo)圈(quan)和地面接頭等,用以抵抗硫化氫、氯化物和二氧(yang)化碳的(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。因725合(he)金(jin)具(ju)有(you)與625合(he)金(jin)相當的(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing),它(ta)(ta)亦(yi)是在(zai)海水(shui)中(zhong)高(gao)強(qiang)(qiang)度緊固(gu)件(jian)的(de)(de)(de)(de)優(you)選材料,在(zai)海水(shui)中(zhong)提供了(le)良好的(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)點蝕(shi)(shi)(shi)、耐(nai)(nai)縫隙腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)能。此(ci)外,此(ci)合(he)金(jin)特別適宜用做聚合(he)物的(de)(de)(de)(de)擠壓模,在(zai)要求高(gao)強(qiang)(qiang)度的(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)環境服役條件(jian)下,它(ta)(ta)亦(yi)提供了(le)高(gao)強(qiang)(qiang)度和耐(nai)(nai)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)的(de)(de)(de)(de)雙重性(xing)能。