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        因科洛伊|Incoloy

        Incoloy是一種鎳鉻鐵合金,是為溫度升高時抗氧化和碳化而設計的。ncoloy合金有很多種類:常見的如Incoloy800、Incoloy800H、Incoloy800HT、Incoloy825、Incoloy840、Incoloy901、Incoloy925、Incoloy20、Incoloy3

        產品分類 / 用途

        Incoloy 925


         00Cr21Ni44Mo3Cu2Ti2Al、No. 9925、 Incoloy 925合金是一種可時效強化的鐵鎳基耐蝕合金,由于Cr、Mo、Cu的復合作用效果,致使此合金具有優良的耐還原性化學介質的腐蝕能力,以及良好的耐點蝕和耐縫隙腐蝕性能。此合金的鎳含量足以保證其耐氯離子引起的應力腐蝕。它主要應用于既要求高強度又要求具有足夠耐蝕性的領域,如酸性油氣開采使用的井下和地面裝置和設備。


        一、化學成分和組織特點


         Incoloy 925合金的化學成分見表12-130。


        表 12-130.jpg


         Incoloy 925合金在固溶狀態下,為奧氏體組織,由于此合金加入了 Ti和Al,因此在恰當的溫度下進行時效處理,故γ[Ni3(Al、Ti)]的析出可使合金的強度和硬度 顯著提高,達到提高強度的目的。


          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℃。


        圖 12-68.jpg

         相的析出不僅使合金的強度提高,也將使合金脆化即沖擊性能變壞,由所測 定的沖擊吸收功可知,W相沉淀并未嚴重引起韌性變壞,即使進行10小時時效925合金的沖擊吸收功仍在100J以上;使沖擊韌性變壞的沉淀相為σ相,于830℃ 時效5小時,合金的沖擊吸收功已<60J,隨時效時間增長,合金的韌性繼續惡化(圖 12-68)


        二、 力學性能


          Incoloy 925合金固溶和固溶+時效態室溫力學性能見表12-131,高溫力學性能如圖12-69所示。


        表 12-131.jpg

        圖 12-69.jpg


          Incoloy 925合金旋轉梁疲勞試驗結果如圖12-70所示,雙時效925合金的平均軸向應力與循環次數關系如圖12-71所示。


        圖 12-71.jpg


        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。


         合金在具有代表性的酸性氣井環境中的耐蝕性分別見 圖12-72 和表12-132 ~ 表12-134。破裂溫度試驗結果指出,925合金模擬酸性氣井環境中的破裂溫度高于冷加工態的825合金,但低于725合金和冷加工態的G-3合金和C-276合金(圖 12-71 )。


        圖 12-72.jpg


         表12-132為925合金在NACE溶液中C形環試樣的試驗結果,為了比較列入了在此環境中常用的耐蝕合金,包括625、718、725、825、G-3和C-276。試樣結果表明,925合金的耐硫化物應力腐蝕(氫脆)性能優于冷加工態625合金 和G-3合金,與718、725、825和C-276合金相當。應力腐蝕試驗指岀,925合金的耐應力腐蝕性能不及C-276和625合金,與G-3、825、718等合金相當(表 12-133)。925合金在游離硫環境中的耐蝕性見表12-134。


        表 12-132.jpg

        表 12-132.1.jpg

        表 12-133.jpg

        表 12-134.jpg


          在一些酸性介質中,925合金的耐蝕性見表12-135。顯然在70T的1% HCl 和沸騰85%硫酸中,合金的耐蝕性不佳。


        表 12-135.jpg

          在25℃, 3.5% NaCl溶液中,對每個含有40個縫隙的試樣經1000小時試驗, 未出現縫隙腐蝕,腐蝕速度<0.03mm/a。



        四、冷熱加工、熱處理和焊接性能


           1. 冷熱加工


           925合金易于熱加工,其熱加工溫度范圍為870~1175℃,在1095℃以下的 溫度,925合金的熱加工特點類似于825合金。為了獲得最大耐蝕性和直接時效后的最高強度水平,其終加工溫度以控制在870 ~980℃為宜。


           冷成型行為與825合金類似,僅加工硬化速度稍許增加。


           2. 熱處理


           對于時效硬化處理材料的固溶退火應在980~1040℃進行,保溫時間30分鐘至4小時不等,取決于產品的截面尺寸。對于截面尺寸≤25mm的產品應以相當或快于空冷的速度冷卻;對于截面尺寸大于25mm的產品,需要水淬。


           時效硬化處理制度:(732 ~749)℃ (6~9)小時爐冷至621℃,在621℃ ±8℃ 保溫總的時間為18小時,然后以空冷或快于空冷的冷卻速度冷卻。


           3. 焊接


            Incoloy 925合金可釆用GTAW、GMAW進行焊接,不推薦使用埋弧焊。焊接材料宜 使用725NDUR。采用725NDUR焊接材料,焊縫的室溫沖擊性能見表12-136。焊前退火,焊后退火+時效處理的韌性最好。焊件的拉伸性能亦表明,焊前退火和焊后退火+時效處理,焊件具有最好的塑性和稍低的強度,一些數據如圖 12-73和 圖 12-74所示。


        表 12-136.jpg

        圖 12-74.jpg


           4. 物理性能


           Incoloy 925合金物理性能件表 12-137~ 表 12-139。


        表 12-137.jpg

        表 12-139.jpg


        五、 應用


          925合金主要應用于既要求具有高強度又要求具有良好耐蝕性的服役條件。 因其良好的耐硫化物應力腐蝕(SSCC)和在酸性油氣井環境中的良好耐應力腐蝕性能,它是酸性油氣開采的重要耐蝕結構材料。如井下和地面的氣井部件包括管件: 閥門、懸掛件、地面管接頭、工具聯接器和封隔裝置等。此合金也適用于緊固件,艦船和泵用軸類以及高強度管線系統。


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