GH3625高溫合金成分介紹
Inconel625 合金是一種應用廣泛的鎳基變形高溫合金, GH3625 合金是
美國國際鎳公司生產的中國鋼鐵研究院 Inconel625 基于合金的模仿研究 來的。GH3625 合金是鎳基高溫合金的主要強化元素 Mo 和 Nb 固溶強化型為固溶強化型。在 650℃以下 GH3625 1095年合金具有良好的抗氧化性和耐腐蝕性℃機械性能好。
鎳基合金的成分非常復雜,主要用于加熱部件,一般所含的元素主要是Cr、Co、Mo、Nb、Ti、Al、C、B 等元素和 Ni 基體。鎳具有良好的強度和延展性,能耐氟、堿、鹽和許多有機物的腐燭。尤其是合金 Ni 當元素為基體時,Ni 基體能容納大量合金元素,形成穩定相。
Ni 是鎳基合金中的親氧元素 Ni 元素具有促進連續氧化膜生成的優點。鉻是銀白色不溶金屬,Cr 它也是鎳基合金耐高溫腐蝕的主要添加元素,因為鉻可以在合金表面形成致密的保護氧化膜,防止金屬元素和其他有害元素向內擴散,從而達到保護基體免受腐蝕的目的,大大提高合金的抗氧化性和耐腐蝕性 Cr 穩定合金表面的元素也是最重要的元素。當合金中含 Cr 當數量較低時,合金表面難以形成致密和連續Cr2O3 氧化膜容易貧窮Cr 效應,所以 Ni-Cr 合金中 Cr 元素含量一般為 10%以上。如果合金需要良好的耐腐蝕性,合金表面必須首先生成致密的氧化膜,并且需要足夠的時間生成致密的氧化膜 Cr 因此,大多數鎳基合金都含有元素 Cr 的含量在 10%~20%左右。鈷的加入可以增加 γ 基體中 Cr、Mo、W 和 C 溶解度,促進三次碳化物沉淀,改善晶界碳化物形態,強化晶界。Co 還能起到固溶強化的作用,提高合金的耐熱腐蝕性。
鉬對合金基體有很強的固溶強化作用,還能提高合金表面膜的性能,提高合金鈍化和抗還原介質的能力[16]。但是 Mo 在合金枝晶間進行偏析,以降低合金組織的穩定性。在高溫環境中,Mo 揮發性氧化物容易產生,使合金表面不易產生致密氧化膜;在高溫熔化硫酸鹽環境中,酸性熔化反應;在氯化物環境中,氧化膜弱區腐蝕;在這些環境中,Mo 會造成更嚴重的腐蝕,所以合金 Mo 含量一般在 2%以下。
Nb、Ti、Al 元素可以促進合金的沉淀 Ni3(Al,Ti)和 Ni3Nb 相,從而提高合金的強度。較高的 Al、Ti 元素含量能提高合金的耐腐蝕性和抗氧化性,Nb 元素能促進合金碳化物的沉淀 NbC 加強合金晶界,特別是在 Fe-Ni 在基金中加入更多 Nb 能促進元素 γ''(Ni3Nb)從而提高合金的強度。但是 Nb 因此,元素會嚴重影響合金的抗氧化性能 Nb 合金的加入量一般小于3%。
C 元素是高溫合金中晶界的晶界和枝晶間強化元素,尤其是鎳基高溫合金。碳化物通常存在于鎳基高溫合金中 MC 型、M6C 型、M23C6 型和M7C3 型四種。其中 MC 型碳化物主要分布在枝晶間和晶界,形狀一般為點狀、條狀和骨架狀;當溫度升高到 750~1040℃范圍內時,MC 碳化物會慢慢分解,沉淀顆粒狀 M6C 型碳化物和 M23C6 型碳化物。
腐蝕過程大致可分為三類: 離子導體介質中的腐蝕;高溫氣體中的腐蝕;機械因素下的腐蝕。離子導體介質中金屬的腐蝕過程一般以電化學反應的方式進行,稱為電化學腐蝕,而薄層熔鹽下的腐蝕又稱熱腐蝕。金屬在高溫氣體下的腐蝕一般在較高溫度下,金屬材料與腐蝕氣體反應,產生腐蝕產物,腐蝕產物逐漸聚集在合金表面,阻斷腐蝕氣體與金屬的接觸,使腐蝕反應不能直接進行,腐蝕氣體顆粒必須通過不斷擴散進入金屬和金屬。在機械因素的作用下,金屬腐蝕中環境敏感斷裂的風險最大,事故最多.
熔鹽腐蝕、熱腐蝕和高溫氣體腐蝕均屬于高溫腐蝕領域。一般來說,金屬腐蝕同時存在于幾種腐蝕形式中。在較高的溫度下,表面附著一層氧化膜和鹽膜,空氣中有腐蝕性氣氛,如 SO2、CO2 等。人們接觸并意識到熱腐蝕的重要性 70 多年來,熱腐蝕實際上是一種損傷形式。一般來說,只要鹽或其他沉積物沉積在金屬表面,金屬就會發生熱腐蝕[29]。熱腐蝕一般受腐蝕溫度、腐蝕時間、鹽成分、鹽濃度和大氣成分的影響。當金屬發生熱腐蝕時,金屬表面會首先沉積一層鹽膜,鹽膜的狀態,即固體鹽膜和液體鹽膜對金屬腐蝕也有很大的影響,一般當鹽膜為液體時,加速金屬腐蝕的過程可以用反應過程來表示:
金屬材料 腐蝕介質 = 腐蝕產物
至少有三個基本過程:
(1)在對流和擴散的作用下,將腐蝕介質遷移到界面;
(2)在相界面反應;
(3)腐蝕產物在金屬材料表面形成腐蝕產物膜,或使腐蝕產物從邊界遷移
到介質中去
高溫合金一般是指在高溫和復雜應力下仍具有良好機械性能、抗氧化性和耐腐蝕性的合金材料。以高溫合金為主 Fe、Co、Ni 基于元素的單一奧氏體組織因其高溫穩定性和合金化程度而被稱為超合金 。高溫合金可分為固溶強化高溫合金、沉淀強化高溫合金和彌散強化高溫合金;根據不同的基體元素可分為 Monel 合金(Ni-Cu 合金)、Inconel 合金(Ni-Cr-Fe合金,Ni 元素優勢)和 Incoloy 合金(Ni-Cr-Fe 合金,Fe 元素優勢)。在鎳基高溫合金中,Inconel 625 鎳基變形高溫合金是一種應用廣泛的合金。
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