625對(duì)應(yīng)牌號(hào)(因科奈爾合金)
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EN/DIN |
ASTM/UNS |
通稱 |
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2.4856 |
N06625 |
625 |
NS336 |
0Cr20Ni65Mo10Nb4 |
NCF625 |
化學(xué)成分
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C |
Mn |
Si |
S |
P |
Ni |
Cr |
Mo |
Cu |
Fe |
Ti |
Ce |
Al |
Nb |
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20. |
8.0 |
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3.15 |
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0.10 |
0.50 |
1.0 |
0.015 |
0.015 |
余 |
26. |
10. |
0.07 |
5.0 |
0.40 |
1.0 |
0.4 |
4.15 |
固溶后機(jī)械性能
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抗拉 |
屈服 |
延伸 |
面縮 |
沖擊功 |
HB |
密度 |
熔點(diǎn) |
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760 |
345 |
25 |
45 |
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220 |
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Inconel 625
相近牌號(hào)
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GB/T |
UNS |
Trademark |
JIS |
W.Nr |
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NS336 |
N06625 |
Inconel625 |
NCF625 |
2.4856 |
Inconel 625 在常溫下合金的機(jī)械性能的最小值:
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合金狀態(tài) |
抗拉強(qiáng)度 |
屈服強(qiáng)度 |
延伸率 |
布氏硬度 |
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固熔態(tài) |
760 |
345 |
30 |
≤220 |
此合金具有以下特性：
1.對(duì)氧化和還原環(huán)境的各種腐蝕介質(zhì)都具有非常出色的抗腐蝕能力[1]
2.優(yōu)秀的抗點(diǎn)腐蝕和縫隙腐蝕的能力，并且不會(huì)產(chǎn)生由于氯化物引起的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂
3.優(yōu)秀的耐無(wú)機(jī)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
4.優(yōu)秀的耐各種無(wú)機(jī)酸混合溶液腐蝕的能力
5.溫度達(dá)40℃時(shí)，在各種濃度的鹽酸溶液中均能表現(xiàn)出很好的耐蝕性能
6.良好的加工性和焊接性，無(wú)焊后開(kāi)裂敏感性
7.具有壁溫在-196～450℃的壓力容器的制造認(rèn)證
8.經(jīng)美國(guó)腐蝕工程師協(xié)會(huì)NACE 標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證（MR-01-75）符合酸性氣體環(huán)境使用的最高標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)VII
Inconel 625 的金相結(jié)構(gòu)
625為面心立方晶格結(jié)構(gòu)。當(dāng)在約650℃保溫足夠長(zhǎng)時(shí)間后，將析出碳顆粒和不穩(wěn)定的四元相并將轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的Ni3(Nb,Ti)斜方晶格相。固溶強(qiáng)化后鎳鉻矩陣中的鉬、鈮成分將提高材料的機(jī)械性能，但塑性會(huì)有所降低。
Inconel 625 的耐腐蝕性
625合金在很多介質(zhì)中都表現(xiàn)出極好的耐腐蝕性。在氯化物介質(zhì)中具有出色的抗點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕和侵蝕的性能。具有很好的耐無(wú)機(jī)酸腐蝕性，如硝酸、磷酸、硫酸、鹽酸等，同時(shí)在氧化和還原環(huán)境中也具有耐堿和有機(jī)酸腐蝕的性能。有效的抗氯離子還原性應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂。在海水和工業(yè)氣體環(huán)境中幾乎不產(chǎn)生腐蝕，對(duì)海水和鹽溶液具有很高的耐腐蝕性，在高溫時(shí)也一樣。焊接過(guò)程中無(wú)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。
應(yīng)用
Inconel 625 應(yīng)用范圍應(yīng)用領(lǐng)域有：
軟化退火后的低碳合金625廣泛的應(yīng)用于化工流程工業(yè)，較好的耐腐蝕性和高強(qiáng)度使之能作為較薄的結(jié)構(gòu)部件。625合金可以應(yīng)用于接觸海水并承受高機(jī)械應(yīng)力的場(chǎng)合。典型應(yīng)用領(lǐng)域：
1.含氯化物的有機(jī)化學(xué)流程工藝的部件，尤其是在使用酸性氯化物催化劑的場(chǎng)合
2.用于制造紙漿和造紙工業(yè)的蒸煮器和漂白池
3.煙氣脫硫系統(tǒng)中的吸收塔、再加熱器、煙氣進(jìn)口擋板、風(fēng)扇（潮濕）、攪拌器、導(dǎo)流板以及煙道等
4.用于制造應(yīng)用于酸性氣體環(huán)境的設(shè)備和部件
5.乙酸和乙酐反應(yīng)發(fā)生器
6.硫酸冷凝器
類別
變形Inconel625
變形Inconel625 是指可以進(jìn)行熱、冷變形加工，工作溫度范圍-253～1320℃，具有良好的力學(xué)性能和綜合的強(qiáng)、韌性指標(biāo)，具有較高的抗氧化、抗腐蝕性能的一類合金。按其熱處理工藝可分為固溶強(qiáng)化型合金和時(shí)效強(qiáng)化型合金。
1、固溶強(qiáng)化型合金
使用溫度范圍為900～1300℃，最高抗氧化溫度達(dá)1320℃。例如GH128合金，室溫拉伸強(qiáng)度為850MPa、屈服強(qiáng)度為350MPa；1000℃拉伸強(qiáng)度為140MPa、延伸率為85%,1000℃、30MPa應(yīng)力的持久壽命為200小時(shí)、延伸率40%。固溶合金一般用于制作航空、航天發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室、機(jī)匣等部件。
2、時(shí)效強(qiáng)化型合金
使用溫度為-253～950℃，一般用于制作航空、航天發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪盤與葉片等結(jié)構(gòu)件。制作渦輪盤的合金工作溫度為-253～700℃,要求具有良好的高低溫強(qiáng)度和抗疲勞性能。例如：GH4169合金，在650℃的最高屈服強(qiáng)度達(dá)1000MPa；制作葉片的合金溫度可達(dá)950℃，例如：GH220合金，950℃的拉伸強(qiáng)度為490MPa，940℃、200MPa的持久壽命大于40小時(shí)。
變形Inconel625 主要為航天、航空、核能、石油民用工業(yè)提供結(jié)構(gòu)鍛件、餅材、環(huán)件、棒材、板材、管材、帶材和絲材。
鑄造Inconel625
鑄造Inconel625 是指可以或只能用鑄造方法成型零件的一類Inconel625 。其主要特點(diǎn)是：
1.具有更寬的成分范圍由于可不必兼顧其變形加工性能，合金的設(shè)計(jì)可以集中考慮優(yōu)化其使用性能。如對(duì)于鎳基Inconel625 ，可通過(guò)調(diào)整成分使γ’含量達(dá)60%或更高，從而在高達(dá)合金熔點(diǎn)85%的溫度下，合金仍能保持優(yōu)良性能。
2.具有更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域由于鑄造方法具有的特殊優(yōu)點(diǎn)，可根據(jù)零件的使用需要，設(shè)計(jì)、制造出近終形或無(wú)余量的具有任意復(fù)雜結(jié)構(gòu)和形狀的Inconel625 鑄件。
根據(jù)鑄造合金的使用溫度，可以分為以下三類：
第一類：在-253～650℃使用的等軸晶鑄造Inconel625 這類合金在很大的范圍溫度內(nèi)具有良好的綜合性能，特別是在低溫下能保持強(qiáng)度和塑性均不下降。如在航空、航天發(fā)動(dòng)機(jī)上用量較大的K4169合金，其650℃拉伸強(qiáng)度為1000MPa、屈服強(qiáng)度850MPa、拉伸塑性15%；650℃，620MPa應(yīng)力下的持久壽命為200小時(shí)。已用于制作航空發(fā)動(dòng)機(jī)中的擴(kuò)壓器機(jī)匣及航天發(fā)動(dòng)機(jī)中各種泵用復(fù)雜結(jié)構(gòu)件等。
第二類：在650～950℃使用的等軸晶鑄造Inconel625 這類合金在高溫下有較高的力學(xué)性能及抗熱腐蝕性能。例如K419合金，950℃時(shí)，拉伸強(qiáng)度大于700MPa、拉伸塑性大于6%；950℃，200小時(shí)的持久強(qiáng)度極限大于230MPa。這類合金適于用做航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片、導(dǎo)向葉片及整鑄渦輪。
第三類：在950～1100℃使用的定向凝固柱晶和單晶Inconel625 這類合金在此溫度范圍內(nèi)具有優(yōu)良的綜合性能和抗氧化、抗熱腐蝕性能。例如DD402單晶合金，1100℃、130MPa的應(yīng)力下持久壽命大于100小時(shí)。這是國(guó)內(nèi)使用溫度最高的渦輪葉片材料，適用于制作新型高性能發(fā)動(dòng)機(jī)的一級(jí)渦輪葉片。
隨著精密鑄造工藝技術(shù)的不斷提高，新的特殊工藝也不斷出現(xiàn)。細(xì)晶鑄造技術(shù)、定向凝固技術(shù)、復(fù)雜薄壁結(jié)構(gòu)件的CA技術(shù)等都使鑄造Inconel625 水平大大提高，應(yīng)用范圍不斷提高。
環(huán)境Inconel625
在民用工業(yè)的很多領(lǐng)域，服役的構(gòu)件材料都處于高溫的腐蝕環(huán)境中。為滿足市場(chǎng)需要，根據(jù)材料的使用環(huán)境，歸類出系列Inconel625 。
1、Inconel625 母合金系列
2、抗腐蝕Inconel625 板、棒、絲、帶、管及鍛件
3、高強(qiáng)度、耐腐蝕Inconel625 棒材、彈簧絲、焊絲、板、帶材、鍛件
4、耐玻璃腐蝕系列產(chǎn)品
5、環(huán)境耐蝕、硬表面耐磨Inconel625 系列
6、特種精密鑄造零件(葉片、增壓渦輪、渦輪轉(zhuǎn)子、導(dǎo)向器、儀表接頭)
7、玻棉生產(chǎn)用離心器、高溫軸及輔件8、鋼坯加熱爐用鈷基合金耐熱墊塊和滑軌
9、閥門座圈
10、鑄造“U”形電阻帶
11、離心鑄管系列
12、納米材料系列產(chǎn)品
13、輕比重高溫結(jié)構(gòu)材料
14、功能材料(膨脹合金、高溫高彈性合金、恒彈性合金系列)
15、生物醫(yī)學(xué)材料系列產(chǎn)品
16、電子工程用靶材系列產(chǎn)品
17、動(dòng)力裝置噴嘴系列產(chǎn)品
18、司太立合金耐磨片
19、超高溫抗氧化腐蝕爐輥、輻射管。
提高強(qiáng)度
固溶強(qiáng)化
加入與基體金屬原子尺寸不同的元素(鉻、鎢、鉬等)引起基體金屬點(diǎn)陣的畸變，加入能降低合金基體堆垛層錯(cuò)能的元素（如鈷）和加入能減緩基體元素?cái)U(kuò)散速率的元素（鎢、鉬等），以強(qiáng)化基體。
沉淀強(qiáng)化
通過(guò)時(shí)效處理，從過(guò)飽和固溶體中析出第二相（γ’、γ"、碳化物等），以強(qiáng)化合金。γ‘相與基體相同，均為面心立方結(jié)構(gòu)，點(diǎn)陣常數(shù)與基體相近，并與晶體共格，因此γ相在基體中能呈細(xì)小顆粒狀均勻析出，阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，而產(chǎn)生顯著的強(qiáng)化作用。γ’相是A3B型金屬間化合物，A代表鎳、鈷，B代表鋁、鈦、鈮、鉭、釩、鎢，而鉻、鉬、鐵既可為A又可為B。鎳基合金中典型的γ‘相為Ni3(Al,Ti)。γ’相的強(qiáng)化效應(yīng)可通過(guò)以下途徑得到加強(qiáng)：
①增加γ‘相的數(shù)量；
②使γ’相與基體有適宜的錯(cuò)配度，以獲得共格畸變的強(qiáng)化效應(yīng)；
③加入鈮、鉭等元素增大γ’相的反相疇界能，以提高其抵抗位錯(cuò)切割的能力；
④加入鈷、鎢、鉬等元素提高γ‘相的強(qiáng)度。γ"相為體心四方結(jié)構(gòu)，其組成為Ni3Nb。因γ"相與基體的錯(cuò)配度較大,能引起較大程度的共格畸變，使合金獲得很高的屈服強(qiáng)度。但超過(guò)700℃，強(qiáng)化效應(yīng)便明顯降低。鈷基Inconel625 一般不含γ相，而用碳化物強(qiáng)化。
晶界強(qiáng)化
在高溫下，合金的晶界是薄弱環(huán)節(jié)，加入微量的硼、鋯和稀土元素可改善晶界強(qiáng)度。這是因?yàn)橄⊥猎啬軆艋Ы�，硼、鋯原子能填充晶界空位，降低蠕變過(guò)程中晶界擴(kuò)散速率，抑制晶界碳化物的集聚和促進(jìn)晶界第二相球化。另外，鑄造合金中加適量的鉿，也能改善晶界的強(qiáng)度和塑性。還可通過(guò)熱處理在晶界形成鏈狀分布的碳化物或造成彎曲晶界，提高塑性和強(qiáng)度。
氧化物彌散強(qiáng)化
通過(guò)粉末冶金方法，在合金中加入高溫下仍保持穩(wěn)定的細(xì)小氧化物，呈彌散分布狀態(tài)，從而獲得顯著的強(qiáng)化效應(yīng)。通常加入的氧化物有ThO2和Y2O3等。這些氧化物是通過(guò)阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)和穩(wěn)定位錯(cuò)亞結(jié)構(gòu)等因素而使合金得到強(qiáng)化的。
制造工藝
不含或少含鋁、鈦的Inconel625 ，一般采用電弧爐或非真空感應(yīng)爐冶煉。含鋁、鈦高的Inconel625 如在大氣中熔煉時(shí)，元素?zé)龘p不易控制，氣體和夾雜物進(jìn)入較多，所以應(yīng)采用真空冶煉。為了進(jìn)一步降低夾雜物的含量，改善夾雜物的分布狀態(tài)和鑄錠的結(jié)晶組織，可采用冶煉和二次重熔相結(jié)合的雙聯(lián)工藝。冶煉的主要手段有電弧爐、真空感應(yīng)爐和非真空感應(yīng)爐；重熔的主要手段有真空自耗爐和電渣爐。
固溶強(qiáng)化型合金和含鋁、鈦低（鋁和鈦的總量約小于4.5%）的合金錠可采用鍛造開(kāi)坯；含鋁、鈦高的合金一般要采用擠壓或軋制開(kāi)坯，然后熱軋成材，有些產(chǎn)品需進(jìn)一步冷軋或冷拔。直徑較大的合金錠或餅材需用水壓機(jī)或快鍛液壓機(jī)鍛造。
合金化程度較高、不易變形的合金，目前廣泛采用精密鑄造成型，例如鑄造渦輪葉片和導(dǎo)向葉片。為了減少或消除鑄造合金中垂直于應(yīng)力軸的晶界和減少或消除疏松，近年來(lái)又發(fā)展出定向結(jié)晶工藝。這種工藝是在合金凝固過(guò)程中使晶粒沿一個(gè)結(jié)晶方向生長(zhǎng)，以得到無(wú)橫向晶界的平行柱狀晶。實(shí)現(xiàn)定向結(jié)晶的首要工藝條件是在液相線和固相線之間建立并保持足夠大的軸向溫度梯度和良好的軸向散熱條件。此外，為了消除全部晶界，還需研究單晶葉片的制造工藝。
粉末冶金工藝，主要用以生產(chǎn)沉淀強(qiáng)化型和氧化物彌散強(qiáng)化型Inconel625 。這種工藝可使一般不能變形的鑄造Inconel625 獲得可塑性甚至超塑性。
綜合處理Inconel625 的性能同合金的組織有密切關(guān)系，而組織是受金屬熱處理控制的。Inconel625 一般需經(jīng)過(guò)熱處理。沉淀強(qiáng)化型合金通常經(jīng)過(guò)固溶處理和時(shí)效處理。固溶強(qiáng)化型合金只經(jīng)過(guò)固溶處理。有些合金在時(shí)效處理前還要經(jīng)過(guò)一兩次中間處理。固溶處理首先是為了使第二相溶入合金基體，以便在時(shí)效處理時(shí)使γ、碳化物（鈷基合金）等強(qiáng)化相均勻析出，其次是為了獲得適宜的晶粒度以保證高溫蠕變和持久性能。
固溶處理溫度一般為1040～1220℃。目前廣泛應(yīng)用的合金，在時(shí)效處理前多經(jīng)過(guò)1050～1100℃中間處理。中間處理的主要作用是在晶界析出碳化物和γ膜以改善晶界狀態(tài)，與此同時(shí)有的合金還析出一些顆粒較大的γ相與時(shí)效處理時(shí)析出的細(xì)小γ相形成合理搭配。時(shí)效處理的目的是使過(guò)飽和固溶體均勻析出γ相或碳化物(鈷基合金)以提高高溫強(qiáng)度，時(shí)效處理溫度一般為700～1000℃。
發(fā)展趨勢(shì)
Inconel625 發(fā)展的趨勢(shì)是進(jìn)一步提高合金的工作溫度和改善中溫或高溫下承受各種載荷的能力，延長(zhǎng)合金壽命。就渦輪葉片材料而言，單晶葉片將進(jìn)入實(shí)用階段，定向結(jié)晶葉片的綜合性能將得到改進(jìn)。
此外，有可能采用激冷態(tài)合金粉末制造多層擴(kuò)散連接的空心葉片，從而適應(yīng)提高燃?xì)鉁囟鹊男枰＞蛯?dǎo)向葉片和燃燒室材料而言，有可能使用氧化物彌散強(qiáng)化的合金，以大幅度提高使用溫度。為了提高抗腐蝕和耐磨蝕性能，合金的防護(hù)涂層材料和工藝也將獲得進(jìn)一步發(fā)展。
物質(zhì)應(yīng)用
Inconel625 是指以鐵、鎳、鈷為基，能在600℃以上的高溫及一定應(yīng)力作用下長(zhǎng)期工作的一類金屬材料；并具有較高的高溫強(qiáng)度，良好的抗氧化和抗腐蝕性能，良好的疲勞性能、斷裂韌性等綜合性能。Inconel625 為單一奧氏體組織，在各種溫度下具有良好的組織穩(wěn)定性和使用可靠性，基于上述性能特點(diǎn)，且Inconel625 的合金化程度較高，又被稱為“超合金”，是廣泛應(yīng)用于航空、航天、石油、化工、艦船的一種重要材料。按基體元素來(lái)分，Inconel625 又分為鐵基、鎳基、鈷基等Inconel625 。鐵基Inconel625 使用溫度一般只能達(dá)到750~780℃，對(duì)于在更高溫度下使用的耐熱部件，則采用鎳基和難熔金屬為基的合金。 鎳基Inconel625 在整個(gè)Inconel625 領(lǐng)域占有特殊重要的地位，它廣泛地用來(lái)制造航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、各種工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)最熱端部件。若以150MPA-100H持久強(qiáng)度為標(biāo)準(zhǔn)，而目前鎳合金所能承受的最高溫度〉1100℃，而鎳合金約為950℃，鐵基的合金〈850℃,即鎳基合金相應(yīng)地高出150℃至250℃左右。所以人們稱鎳合金為發(fā)動(dòng)機(jī)的心臟。目前，在先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)上，鎳合金已占總重量的一半，不僅渦輪葉片及燃燒室，而且渦輪盤甚至后幾級(jí)壓氣機(jī)葉片也開(kāi)始使用鎳合金。與鐵合金相比，鎳合金的優(yōu)點(diǎn)是：工作溫度較高，組織穩(wěn)定、有害相少及抗氧化搞腐蝕能力大。與鈷合金相比，鎳合金能在較高溫度與應(yīng)力下工作，尤其是在動(dòng)葉片場(chǎng)合。
鎳合金具有上述優(yōu)點(diǎn)與其本身的某些卓越性能有關(guān)。鎳為面心立方體，組織非常穩(wěn)定，從室溫到高溫不發(fā)生同素異型轉(zhuǎn)變；這對(duì)選作基體材料十分重要。眾所周知，奧氏體組織比鐵素體組織具有一系列的優(yōu)點(diǎn)。
鎳具有高的化學(xué)穩(wěn)定性，在500度以下幾乎不發(fā)生氧化，學(xué)溫下也不受溫氣、水及某些鹽類水溶液的作用。鎳在硫酸及鹽酸中溶解很慢，而在硝酸中溶解很快。
鎳具有很大的合金能力，甚至添加十余種合金元素也不出現(xiàn)有害相，這就為改善鎳的各種性能提供潛在的可能性。
純鎳的力學(xué)性能雖不強(qiáng)，但塑性卻極好，尤其是低溫下塑性變化不大。
應(yīng)用
Inconel 625 應(yīng)用范圍應(yīng)用領(lǐng)域有：
軟化退火后的低碳合金625廣泛的應(yīng)用于化工流程工業(yè)，較好的耐腐蝕性和高強(qiáng)度使之能作為較薄的結(jié)構(gòu)部件。625合金可以應(yīng)用于接觸海水并承受高機(jī)械應(yīng)力的場(chǎng)合。典型應(yīng)用領(lǐng)域：
1.含氯化物的有機(jī)化學(xué)流程工藝的部件，尤其是在使用酸性氯化物催化劑的場(chǎng)合
2.用于制造紙漿和造紙工業(yè)的蒸煮器和漂白池
3.煙氣脫硫系統(tǒng)中的吸收塔、再加熱器、煙氣進(jìn)口擋板、風(fēng)扇（潮濕）、攪拌器、導(dǎo)流板以及煙道等
4.用于制造應(yīng)用于酸性氣體環(huán)境的設(shè)備和部件
5.乙酸和乙酐反應(yīng)發(fā)生器
6.硫酸冷凝
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