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Incoloy028镍基耐蚀合金平衡相的析出行为
发布人：上海艾荔艾金属材料有限公司www.shailiai.com
更新时间：2014-10-24
镍基耐蚀合金Incoloy028是一种含超低碳、高铬以及添加适量钼、铜的铁−镍−铬基耐蚀合金。 Incoloy028合金广泛应用于化工设备、输油、输气管道、原油和天然气的冷却器、硫酸与磷酸的生产和处理设备、酸洗设备、热交换器及氟化物的生产设备。
镍基耐蚀合金Incoloy028是一种含超低碳、高铬以及添加适量钼、铜的铁−镍−铬基耐蚀合金。该合金是为在强腐蚀介质中使用而开发的，具有抗氯离子应力腐蚀开裂、抗点蚀、抗缝隙腐蚀和许多腐蚀性溶液的能力，还具有良好的耐硫酸、耐磷酸性，对各种酸液均有一定的耐蚀性。
Incoloy028合金广泛应用于化工设备、输油、输气管道、原油和天然气的冷却器、硫酸与磷酸的生产和处理设备、酸洗设备、热交换器及氟化物的生产设备。近年来，Incoloy028合金作为油井管材料在含硫的油气井中被广泛应用并获得好评。
管材在热加工（包括锻造和热挤压）过程中都要经历较长的加热保温过程，通常在700～1000℃的温度区间内，Incoloy028合金易形成析出相，在晶界和晶内析出碳化物和σ相，使抗晶间腐蚀性能下降。通过选择合理的热加工和热处理工艺获得析出相较少的组织，进而提高合金的使用性能，需要掌握平衡相的析出规律。高温合金中主要合金元素含量的变化对其显微组织、组织稳定性及最终性能有很重要的影响。国内外关于028合金的腐蚀性能的研究较多，但对其析出相的析出规律和合金元素含量对析出相的影响研究很少。
鉴于此，科研人员从热力学计算的角度研究不同合金元素与平衡相的析出量与析出温度的关系，从而为合金的成分设计、析出相的控制以及在后续的热加工工艺和热处理制度的制订方面提供重要的理论依据。主要通过冶金和材料热力学数据库计算软件Thermo-Calc分析Incoloy028合金中可能析出的平衡相及合金的化学成分对各相析出规律的影响，这对实际生产具有重要的指导意义。研究结果如下：
（1）Incoloy028合金在锻造、热挤压、冷轧以及长期时效过程中存在不同程度的析出相，主要成分是σ相，σ相呈颗粒状和针状分布，它的存在将使合金的抗腐蚀性能显著降低。因此，需要注意严格控制Cr和Mo元素含量，尽量减少和防止σ相的析出。
（2）M23C6的析出量和析出温度分别随C含量的增加而增多和升高，C含量应控制在0.02%以内；Cr、Mo和Si的含量变化对合金中的碳化物M23C6含量影响较小，Cr、Mo和Si含量应分别控制在26.5%～27.0%、3.0%～3.5%和0.4%以内。
（3）Cr和Mo是σ相的主要元素，Si元素能促进σ相的形成，随着Cr、Mo和Si含量的提高，σ相的析出量也不断增多，并且其析出温度也不断上升。通过计算分析得到Cr、Mo和Si元素含量应分别控制在26.5%、3.5%和0.3%以内。σ相的有害影响可以通过退火温度为1160℃、退火时间为2h的热处理来消除。
（4）在基体γ相固溶足量的Cr和Mo元素对耐蚀合金的抗腐蚀性能有重要影响。基体γ相中Cr含量随初始Cr含量的增加而增加；而基体γ相中的Mo含量随初始Cr含量的增加而降低。初始Cr和Mo含量应分别控制在26.5%～27.5%和3.0%～4.0%之间。
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