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Incoloy 925

 00Cr21Ni44Mo3Cu2Ti2Al、No. 9925、 Incoloy 925合(he)金是一(yi)種可時效強化的(de)(de)鐵鎳(nie)基耐(nai)(nai)蝕合金(jin)(jin)，由于Cr、Mo、Cu的(de)(de)復合作用(yong)效果，致使此(ci)(ci)合金(jin)(jin)具有優良的(de)(de)耐(nai)(nai)還原性(xing)化學介(jie)質的(de)(de)腐蝕能力，以及良好的(de)(de)耐(nai)(nai)點(dian)蝕和耐(nai)(nai)縫隙腐蝕性(xing)能。此(ci)(ci)合金(jin)(jin)的(de)(de)鎳(nie)含量足以保證其耐(nai)(nai)氯(lv)離子引起的(de)(de)應(ying)力腐蝕。它(ta)主要應(ying)用(yong)于既要求(qiu)高強度(du)又要求(qiu)具有足夠耐(nai)(nai)蝕性(xing)的(de)(de)領域，如酸性(xing)油氣開(kai)采使用(yong)的(de)(de)井下和地面裝(zhuang)置(zhi)和設備。

一、化學成分和組織特點

 Incoloy 925合金的化學成分見表12-130。

 Incoloy 925合金(jin)(jin)在固溶(rong)狀態下，為(wei)奧氏(shi)體組織，由(you)于此合金(jin)(jin)加入了 Ti和(he)Al，因此在恰(qia)當的(de)(de)溫度(du)下進行時效(xiao)處理(li)，故γ［Ni3（Al、Ti）］的(de)(de)析出(chu)可使(shi)合金(jin)(jin)的(de)(de)強度(du)和(he)硬度(du) 顯著提高(gao)，達到提高(gao)強度(du)的(de)(de)目的(de)(de)。

  高溫暴露也將引起其他相的沉淀，這些相包括MC、M₇C₃, M₂₃C₆、σ相和η 相等，這些相是否析出取決于時效溫度和時效時間，圖12-67為固溶態925合金 的時間-溫度-轉變（TTT）圖，W相的最敏感析出溫度為750℃,。相的最敏感析 出溫度為800~850℃。

 相(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)析出不僅使合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)強度提高，也將使合(he)(he)金(jin)脆化(hua)即沖(chong)擊(ji)性(xing)能變壞(huai)，由所測 定的(de)(de)(de)(de)(de)沖(chong)擊(ji)吸(xi)收功(gong)可知，W相(xiang)沉淀(dian)并(bing)未嚴重引(yin)起韌性(xing)變壞(huai)，即使進行(xing)10小(xiao)時時效(xiao)925合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)沖(chong)擊(ji)吸(xi)收功(gong)仍在100J以上；使沖(chong)擊(ji)韌性(xing)變壞(huai)的(de)(de)(de)(de)(de)沉淀(dian)相(xiang)為(wei)σ相(xiang)，于830℃ 時效(xiao)5小(xiao)時,合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)沖(chong)擊(ji)吸(xi)收功(gong)已(yi)＜60J,隨(sui)時效(xiao)時間增長，合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)韌性(xing)繼續惡化(hua)（圖 12-68）

二、 力學性(xing)能(neng)

  Incoloy 925合金固溶(rong)和固溶(rong)+時效態室溫力學性能(neng)見表12-131，高溫力學性能(neng)如(ru)圖12-69所示。

  Incoloy 925合金旋轉梁疲(pi)勞試驗結果如(ru)圖12-70所示，雙時效(xiao)925合金的平(ping)均(jun)軸向應力(li)與循環次(ci)數關系如(ru)圖12-71所示。

三、耐蝕性

 Incoloy 925合金在氧化和還原性的介質環境中均呈現出良好的耐全面腐蝕、耐點蝕和耐縫隙腐蝕以及耐應力腐蝕性能。然而，這個合金最適用的腐蝕環境是酸性 （含H₂S）原油和天然氣、硫酸、磷酸和海水。

 合(he)金(jin)在(zai)具(ju)有代表(biao)性的(de)酸性氣(qi)(qi)井環境中(zhong)的(de)耐蝕(shi)性分別見 圖12-72 和(he)表(biao)12-132 ~ 表(biao)12-134。破裂(lie)溫度試驗結(jie)果指出，925合(he)金(jin)模擬酸性氣(qi)(qi)井環境中(zhong)的(de)破裂(lie)溫度高于冷加工態的(de)825合(he)金(jin)，但低于725合(he)金(jin)和(he)冷加工態的(de)G-3合(he)金(jin)和(he)C-276合(he)金(jin)（圖 12-71 ）。

 表12-132為925合金(jin)(jin)(jin)在(zai)(zai)NACE溶(rong)液中(zhong)(zhong)C形(xing)環試樣的試驗(yan)結果，為了(le)比較列(lie)入了(le)在(zai)(zai)此(ci)環境中(zhong)(zhong)常用的耐蝕(shi)合金(jin)(jin)(jin)，包括625、718、725、825、G-3和C-276。試樣結果表明，925合金(jin)(jin)(jin)的耐硫(liu)化物應力腐(fu)(fu)蝕(shi)（氫脆）性(xing)能優于冷加工態625合金(jin)(jin)(jin) 和G-3合金(jin)(jin)(jin)，與718、725、825和C-276合金(jin)(jin)(jin)相當。應力腐(fu)(fu)蝕(shi)試驗(yan)指岀(chu)，925合金(jin)(jin)(jin)的耐應力腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)能不及(ji)C-276和625合金(jin)(jin)(jin)，與G-3、825、718等合金(jin)(jin)(jin)相當（表 12-133）。925合金(jin)(jin)(jin)在(zai)(zai)游離(li)硫(liu)環境中(zhong)(zhong)的耐蝕(shi)性(xing)見表12-134。

  在一些酸性(xing)介質(zhi)中，925合金(jin)的(de)耐蝕性(xing)見表12-135。顯然在70T的(de)1% HCl 和沸(fei)騰85%硫酸中，合金(jin)的(de)耐蝕性(xing)不佳。

  在25℃, 3.5% NaCl溶(rong)液中，對每個含(han)有40個縫(feng)隙的試樣經1000小時(shi)試驗， 未出現縫(feng)隙腐(fu)(fu)蝕，腐(fu)(fu)蝕速度＜0.03mm/a。

四、冷熱加工、熱處(chu)理和焊接性能

   1. 冷熱加工(gong)

   925合金(jin)易(yi)于熱(re)(re)加工，其(qi)熱(re)(re)加工溫度(du)范圍為(wei)(wei)870~1175℃，在1095℃以(yi)下(xia)的 溫度(du)，925合金(jin)的熱(re)(re)加工特點(dian)類似于825合金(jin)。為(wei)(wei)了獲(huo)得最大耐蝕性(xing)和(he)直接時效后的最高(gao)強(qiang)度(du)水平，其(qi)終加工溫度(du)以(yi)控(kong)制在870 ~980℃為(wei)(wei)宜。

   冷(leng)成型行(xing)為與825合(he)金類似，僅加(jia)工硬化(hua)速(su)度稍(shao)許增(zeng)加(jia)。

   2. 熱處理

   對(dui)于(yu)(yu)時(shi)(shi)效(xiao)硬化(hua)處理材料的(de)固溶(rong)退火應在980~1040℃進行(xing)，保(bao)溫時(shi)(shi)間30分鐘至4小時(shi)(shi)不等(deng)，取(qu)決于(yu)(yu)產(chan)品(pin)的(de)截(jie)面(mian)尺寸。對(dui)于(yu)(yu)截(jie)面(mian)尺寸≤25mm的(de)產(chan)品(pin)應以相當或快于(yu)(yu)空冷的(de)速度冷卻；對(dui)于(yu)(yu)截(jie)面(mian)尺寸大于(yu)(yu)25mm的(de)產(chan)品(pin)，需要(yao)水淬。

   時(shi)效硬化處理(li)制度：(732 ~749)℃ (6~9)小(xiao)時(shi)爐冷(leng)至621℃,在621℃ ±8℃ 保溫(wen)總(zong)的時(shi)間為(wei)18小(xiao)時(shi)，然后以空(kong)冷(leng)或快(kuai)于空(kong)冷(leng)的冷(leng)卻速度冷(leng)卻。

   3. 焊接

    Incoloy 925合金可釆(bian)用GTAW、GMAW進行焊(han)(han)(han)接(jie)，不(bu)推薦使(shi)(shi)用埋弧(hu)焊(han)(han)(han)。焊(han)(han)(han)接(jie)材料宜 使(shi)(shi)用725NDUR。采用725NDUR焊(han)(han)(han)接(jie)材料，焊(han)(han)(han)縫的(de)室溫沖擊(ji)性能(neng)見表12-136。焊(han)(han)(han)前退(tui)火(huo)，焊(han)(han)(han)后(hou)退(tui)火(huo)+時效處(chu)理的(de)韌性最好(hao)(hao)。焊(han)(han)(han)件的(de)拉伸性能(neng)亦表明，焊(han)(han)(han)前退(tui)火(huo)和(he)焊(han)(han)(han)后(hou)退(tui)火(huo)+時效處(chu)理，焊(han)(han)(han)件具有最好(hao)(hao)的(de)塑性和(he)稍(shao)低的(de)強度(du)，一些數據如(ru)圖 12-73和(he) 圖 12-74所示。

   4. 物理性能

   Incoloy 925合金物(wu)理性能件表(biao) 12-137~ 表(biao) 12-139。

五、 應用(yong)

  925合金主要應用(yong)于既要求(qiu)具(ju)(ju)有高(gao)強(qiang)度又(you)要求(qiu)具(ju)(ju)有良(liang)好耐蝕(shi)性的服役條件(jian)。 因其良(liang)好的耐硫化(hua)物應力腐蝕(shi)(SSCC)和在(zai)酸性油氣(qi)井(jing)環境中的良(liang)好耐應力腐蝕(shi)性能，它是(shi)酸性油氣(qi)開采(cai)的重要耐蝕(shi)結(jie)構材(cai)料。如井(jing)下和地面的氣(qi)井(jing)部件(jian)包括管件(jian): 閥(fa)門、懸掛件(jian)、地面管接(jie)頭、工(gong)具(ju)(ju)聯接(jie)器和封隔裝(zhuang)置等。此合金也適(shi)用(yong)于緊固件(jian)，艦(jian)船和泵用(yong)軸類以及(ji)高(gao)強(qiang)度管線系(xi)統。