鎳基高溫合金哈氏合金系軟磁合金列材料生產廠家-禎賦（上海）實業(yè)點擊鏈接了解更多Inconel 625介紹:

625合金具有優(yōu)良的耐腐蝕和抗氧化性能，從低溫到980℃均具有良好的拉伸性能和疲勞性能，并且耐鹽霧氣氛下的應力腐蝕。因此，可廣泛用于制造航空發(fā)動機零部件、宇航結構部件和化工設備和接觸海水并承受高機械應力的場合。

外對應牌號

供貨規(guī)格

圓鋼、棒材、帶材、板材、線材、管材供應

化學成分

C：≤0.10，Mn：≤0.50，Si：≤0.50，P：≤0.015，S：≤0.015，Cr：20.0~23.0，Ni：54.0~60.0，Mo：8.0~10.0，Ti：≤0.40，Al：≤0.40，F(xiàn)e：≤5.0，Nb：3.15~4.15

物理性能

常溫下合金的機械性能的MIX

特性

A.對氧化和還原環(huán)境的各種腐蝕介質都具有非常出色的抗腐蝕能力

B.優(yōu)秀的抗點腐蝕和縫隙腐蝕的能力，并且不會產生由于氯化物引起的應力腐蝕開裂

C.優(yōu)秀的耐無機酸腐蝕能力，如硝酸、磷酸、硫酸、鹽酸以及硫酸和鹽酸的混合酸等

D.優(yōu)秀的耐各種無機酸混合溶液腐蝕的能力

E.溫度達40℃時，在各種濃度的鹽酸溶液中均能表現(xiàn)出很好的耐蝕性能

F.良好的加工性和焊接性，無焊后開裂敏感性

G.具有壁溫在-196～450℃的壓力容器的制造認證

H.經(jīng)美國腐蝕工程師協(xié)會NACE 標準認證（MR-01-75）符合酸性氣體環(huán)境使用的標準等級VII

金相結構

625為面心立方晶格結構。當在約650℃保溫足夠長時間后，將析出碳顆粒和不穩(wěn)定的四元相并將轉化為穩(wěn)定的Ni3(Nb,Ti)斜方晶格相。固溶強化后鎳鉻矩陣中的鉬、鈮成分將提高材料的機械性能，但塑性會有所降低。

耐腐蝕性

625合金在很多介質中都表現(xiàn)出好的耐腐蝕性。在氯化物介質中具有出色的抗點蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕和侵蝕的性能。具有很好的耐無機酸腐蝕性，如硝酸、磷酸、硫酸、鹽酸等，同時在氧化和還原環(huán)境中也具有耐堿和有機酸腐蝕的性能。有效的抗氯離子還原性應力腐蝕開裂。在海水和工業(yè)氣體環(huán)境中幾乎不產生腐蝕，對海水和鹽溶液具有很高的耐腐蝕性，在高溫時也一樣。焊接過程中無敏感性。在靜態(tài)或循環(huán)環(huán)境中都具有抗碳化和氧化性，并且耐含氯的氣體腐蝕。

工藝性能與要求

熱加工

A.熱加工溫度范圍1150℃～900℃，冷卻方式為水淬或其他快速冷卻方式。

B.為得到性能和耐腐蝕性，熱加工后要進行退火處理。

C.加熱時，材料可以直接送入已升溫頂點工作溫度的爐子中，保溫足夠的時間后(每100mm 的厚度需要60 分鐘保溫時間)迅速出爐，在規(guī)定的溫度范圍的高溫段進行熱加工。當材料溫度降到低于熱加工溫度時，需重新加熱.

冷加工

A.冷加工材料應為退火態(tài)，加工硬化率比奧氏體鉻鎳不銹鋼大。

B.冷加工時，需進行中間退火。

C.當加工量大于15%時，熱加工后要進行退火處理。

焊接工藝

A.適合采用任何傳統(tǒng)焊接工藝焊接.

C.待焊接的材料應為固溶處理態(tài)，去除氧化皮、油污和各種標記印痕。

D.焊接前后不再需要熱處理。

應用領域

軟化退火后的低碳合金625廣泛的應用于化工流程工業(yè)，好的耐腐蝕性和高強度使之能作為較薄的結構部件。625合金可以應用于接觸海水并承受高機械應力的場合。

A.含氯化物的有機化學流程工藝的部件，尤其是在使用酸性氯化物催化劑的場合

B.用于制造紙漿和造紙工業(yè)的蒸煮器和漂白池

C.煙氣脫硫系統(tǒng)中的吸收塔、再加熱器、煙氣進口擋板、風扇（潮濕）、攪拌器、導流板以及煙道等

D.用于制造應用于酸性氣體環(huán)境的設備和部件

E.乙酸和乙酐反應發(fā)生器

F.硫酸冷凝器

本文通過一系列實驗研究了550mm Inconel 625合金鑄錠的組織，以及均勻化熱處理對其組織性能的影響。結果表明，除了基體相外，鑄態(tài)合金由于凝固偏析還會依次形成NbC、Laves、δ-Ni3Nb以及γ"等第二相。

γ"相在鑄錠中的完全固溶溫度為 1000℃，δ相的析出峰值溫度為 950℃，其完全固溶溫度為1100℃，Laves相的初熔溫度約為1185℃。合金鑄錠的一種合金均勻化熱處理工藝為：1170℃保溫24h后，升溫至1200℃保溫26h。

Inconel 625 合金是一種在一系列氧化性和還原性氣氛中都具有優(yōu)異耐蝕性的鎳鉻鉬合金，它被廣泛應用于海洋、石化以及核能等工業(yè)中。該合金為固溶強化型耐蝕合金，通過冷加工可獲得超過1000MPa的屈服強度。

國外對于該合金的研究較多，大部分研究主要集中在材料焊接性[1,2]、耐蝕性[3]以及冷熱加工過程中的組織轉變[4~7]上面。國內李亞敏等對長期時效后625合金的析出相進行了研究[8]，張謙等研究了固溶處理對熱等靜壓Inconel 625合金組織與拉伸性能的影響[9]，鄧德偉等則研究了脈沖電流對Inconel625合金裂紋尖端組織及性能的影響[10]。

隨著我國高端裝備制造業(yè)的發(fā)展，對于大錠型的 625 合金需求日趨迫切。國內各個相關生產廠家均開始了大錠型的 625 合金試制工作。由于該合金中存在大量易偏析的 Nb、Mo 等元素，在大型錠的凝固過程中不可避免地會產生元素的偏析，從而嚴重影響合金的熱加工性以及產品的最終性能。

因此，掌握大錠型625合金的凝固規(guī)律就顯得日益迫切，而目前對于該合金大錠型冶煉凝固方面的研究報導還相對較少。

鑒于此，本文研究了550mm大錠型Inconel 625合金的凝固組織及其在加熱過程中的變化，以期對實際生產提供參考。

1 實驗方法

實驗用 Inconel 625 合金為經(jīng)真空感應冶煉加電渣重熔（VIM+ESR）得到的550mm 鑄錠，其成分如表1所示。從鑄錠補縮端上切取橫向及縱向低倍試樣，采用1：1鹽酸水溶液+5%硝酸熱腐蝕獲得試樣的低倍組織。采用日立S-4300冷場發(fā)射掃描電子顯微鏡(SEM)觀察不同熱處理狀態(tài)下試樣的顯微組織。

采用電解方法萃取析出相粉末，然后利用X射線衍射儀(XRD)進行物相分析。電解雙噴制備薄片試樣，然后利用日立H-800透射電子顯微鏡(TEM)觀察合金中的析出相并進行選區(qū)電子衍射分析。通過Netzsch STA 449C測得樣品的DSC曲線，并采用共聚焦激光掃描顯微顯微鏡（CLSM）觀察試樣在加熱過程中的組織轉變。

圖1~3顯示了Inconel 625合金鑄錠不同部位的組織。由于Inconel 625合金中含有大量的Mo、Nb等易偏析元素，其大錠型的鑄錠中必然會存在樹枝狀偏析，對Ni-Cr-Mo-Nb合金Inconel718的研究[11,12]表明，這類合金的偏析規(guī)律為在樹枝間富Mo、Nb等元素，而枝干部位則貧 Mo、Nb 等元素。由圖 1~3 可知，Inconel 625鑄錠由邊緣往心部其偏析程度明顯增加。

物理化學相分析表明，在鑄錠邊緣試樣中的第二相主要是Ti(C,N)夾雜以及由于枝晶偏析形成的NbC相，其中部分Ti(C,N)相以鎂鋁尖晶石為核心形核長大，如圖4所示；而在鑄錠R/2和鑄錠中心處的主要第二相為NbC相和Laves相。EDS分析顯示三種相的成分如表2 所 示 。

其 中 Ti（C,N）的 組 成 式 大 致 為（Nb0.18Ti0.77Cr0.03Ni0.02）（C,N），而NbC的組成式為（Nb0.84Ti0.08Cr0.03Ni0.05）C。Ti(C,N)和NbC兩相都是面心立方結構，其中Ti(C,N)形成溫度較高，一般在液態(tài)合金中就形成了；而NbC則是在凝固過程中由于偏析而形成的非平衡相。從組成上來看，Ti(C,N)中Ti含量的原子分數(shù)超過3/4，Nb含量僅占1/5；而在NbC中Nb的金屬原子分數(shù)約為4/5，Ti原子則占不到1/10。

二者在微觀形態(tài)上也具有較明顯區(qū)別，其中Ti(C,N)的形狀為較規(guī)則的方塊字形狀，而NbC在偏析過程中呈現(xiàn)深色條狀或塊狀，如圖5所示。Laves相主要由Ni，Cr，Mo，Nb等元素組成，在光學顯微鏡下，它呈白色塊狀。

在掃描電鏡下還可以看到在Laves相附近有大量針狀相和球狀相，如圖6所示。經(jīng)透射電鏡分析表明，針狀相為有序正交結構的δ-Ni3Nb相，而球狀相為有序體心四方結構γ″-Ni3Nb相，如圖6所示。由于Inconel 625合金中Nb、Mo含量較高，在凝固后期的液相中除發(fā)生L→（γ+Laves）反應外，在剩余液體中由于Ni、Mo、Nb等元素高濃度富集，有利于δ-Ni3Nb和γ″-Ni3Nb相的形核與長大，從而形成δ相和γ″相。這與Inconel 718合金鑄錠中所觀察到的結果是一致的[9]。

2.2 均勻化熱處理鑄錠組織性能的影響

對Inconel 625合金鑄錠試樣的DSC分析表明，合金的熔化溫度范圍為1315℃~1366℃，除了合金的熔化峰外，在 DSC 曲線上還有一個相對較小的峰，其放熱峰對應溫度為1188℃，根據(jù)合金的鑄態(tài)組織可推測該峰為Laves相或NbC相的熔化峰。

為確定該峰對所應的相，另取鑄態(tài)合金金相試樣進行1200℃，4h 的固溶處理實驗，結果表明，合金中出現(xiàn)了新的 Laves+γ的共晶組織，而 NbC 未發(fā)生變化，如圖9所示。這說明Laves 相在此溫度下已經(jīng)初熔，因此DSC曲線中1188℃所對應的是Laves相的熔化峰溫度。而NbC峰不明顯的原因可能是由于該相含量相對較小。

對合金鑄錠進行不同溫度下保溫1h時的熱處理后，其組織如圖10 所示。從圖中可以看到，相對于鑄態(tài)組織，經(jīng)900℃保溫1小時后，組織中δ相析出明顯增加，但Laves相附近的γ″相未見明顯溶解；950℃時，δ相析出量達到最大值，且呈針狀大片地析出，γ″相大量溶解；1000℃時，δ相析出較多，呈分散細長的

針狀，γ″相完全溶解于基體中；1050℃時，δ相析出量較鑄態(tài)組織明顯減少；1100℃時，δ相基本溶解于基體中。上述結果表明，γ″相在鑄錠中的完全固溶溫度為1000℃，δ相的析出峰值溫度為950℃，其完全固溶溫度為1100℃。

Laves相從1100℃開始出現(xiàn)明顯的溶解，隨著固溶溫度的升高，其溶解程度增加。當固溶溫度為1170℃，經(jīng) 1h 保溫后，其組織中 Laves 含量已經(jīng)很小。進一步升高溫度至1185℃，合金中 Laves相出現(xiàn)了初熔現(xiàn)象，經(jīng)快冷后形成了Laves+γ兩相共晶組織，表明合金鑄錠中 Laves 相的初熔溫度在1185℃左右，這與DSC測試結果是相符合的。

為了設計 Inconel 625 合金鑄錠的均勻化熱處理工藝，必須保證溫度足夠高、時間足夠長，才能使得偏析元素原子能夠充分擴散均勻；但是初始均勻化溫度又不能高于偏析相的初熔溫度，因為高于該溫度后偏析相熔化成液相，原子在固液兩相中擴散速率較慢，不利于偏析元素均勻化。

因此，結合上述實驗實結果，對于Inconel 625合金鑄錠，可以采用兩階段的均勻化熱處理工藝：在1170℃保溫24h后，升溫至1200℃保溫26h。經(jīng)此工藝均勻化后的組織如圖11所示，可以看到經(jīng)均勻處理后，合金中的 Laves 相已完全溶解，組織中均有一次 MC 相 Ti(C,N)，以及少量NbC相。

均勻化前后合金的力學性能如圖 12 所示，由圖中可以看到，經(jīng)均勻化后合金的強度較鑄態(tài)組織出現(xiàn)了顯著下降，而塑性和韌性出現(xiàn)了大幅的提高。其延伸率達到63%，而沖擊功達到314J。表3為均勻化前后合金中第二相的元素組成，從圖中可以看到心部試樣經(jīng)均勻化后，其組成元素中的Ni、Cr、Mo、Nb等元素含量與鑄錠邊緣試樣相當，這表明經(jīng)均勻化后合金元素得到了充分擴散，因此所設計的熱處理工藝可以使合金鑄錠充分的均勻化。