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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(shè)計的。ncoloy合金有很多種類:常見的如Incoloy800、Incoloy800H、Incoloy800HT、Incoloy825、Incoloy840、Incoloy901、Incoloy925、Incoloy20、Incoloy3

產(chǎn)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(fù)合作用效果,致使此合金具有優(yōu)良的耐還原性化學(xué)介質(zhì)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(yīng)力腐蝕。它主要應(yīng)用于既要求高強度又要求具有足夠耐蝕性的領(lǐng)域,如酸性油氣開采使用的井下和地面裝置和設(shè)備。


一、化學(xué)成分和組織特點


 Incoloy 925合金的化學(xué)成分見表12-130。


表 12-130.jpg


 Incoloy 925合金在固溶狀態(tài)下,為奧氏體組織,由于此合金加入了 Ti和Al,因此在恰當(dāng)?shù)臏囟认逻M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(tài)925合金 的時間-溫度-轉(zhuǎn)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(yán)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(xù)惡化(圖 12-68)


二、 力學(xué)性能


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


表 12-131.jpg

圖 12-69.jpg


  Incoloy 925合金旋轉(zhuǎn)梁疲勞試驗結(jié)果如圖12-70所示,雙時效925合金的平均軸向應(yīng)力與循環(huán)次數(shù)關(guān)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(zhì)環(huán)境中均呈現(xiàn)出良好的耐全面腐蝕、耐點蝕和耐縫隙腐蝕以及耐應(yīng)力腐蝕性能。然而,這個合金最適用的腐蝕環(huán)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(huán)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(jié)果指出,925合金模擬酸性氣井環(huán)境中的破裂溫度高于冷加工態(tài)的825合金,但低于725合金和冷加工態(tài)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(huán)試樣的試驗結(jié)果,為了比較列入了在此環(huán)境中常用的耐蝕合金,包括625、718、725、825、G-3和C-276。試樣結(jié)果表明,925合金的耐硫化物應(yīng)力腐蝕(氫脆)性能優(yōu)于冷加工態(tài)625合金 和G-3合金,與718、725、825和C-276合金相當(dāng)。應(yīng)力腐蝕試驗指岀,925合金的耐應(yīng)力腐蝕性能不及C-276和625合金,與G-3、825、718等合金相當(dāng)(表 12-133)。925合金在游離硫環(huán)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(zhì)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(jīng)1000小時試驗, 未出現(xiàn)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(yīng)在980~1040℃進行,保溫時間30分鐘至4小時不等,取決于產(chǎn)品的截面尺寸。對于截面尺寸≤25mm的產(chǎn)品應(yīng)以相當(dāng)或快于空冷的速度冷卻;對于截面尺寸大于25mm的產(chǎn)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(shù)據(jù)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(yīng)用


  925合金主要應(yīng)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(yīng)力腐蝕(SSCC)和在酸性油氣井環(huán)境中的良好耐應(yīng)力腐蝕性能,它是酸性油氣開采的重要耐蝕結(jié)構(gòu)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(lián)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(tǒng)。


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