高品质Inconel625焊丝生产工艺探究

Inconel625焊丝是镍-铬-钼系列产品,具有耐活泼性气体、耐苛性介质、耐还原性酸介质腐蚀的良好性能,又具有强度高、塑性好、可冷热变形和加工成形及可焊接的特点,广泛应用于石油化工、冶金、原子能、海洋开发、航空、航天等领域中,是一种非常重要的耐腐蚀金属材料。本文通过创新熔炼方式及后续加工工艺路线,主要从熔炼、锻造、轧制、拉伸等方面,在原有生产工艺的基础上探索并改进高品质Inconel625焊丝（ERNiCrMo-3）的生产方法。试制的Inconel625镍基合金焊丝（ERNiCrMo-3）表面光洁,无影响最终产品质量的缺陷,化学成分优异,性能良好,经过焊接测试,被定级为"高品质Inconel625镍基合金焊丝"。     

高温水中硫酸根阴离子对Inconel 600合金应力腐蚀开裂的影响

采用慢应变速率试验(SSRT)研究了硫酸根阴离子浓度对Inconel 600镍基合金在模拟压水堆(PWR)一回路水中应力腐蚀开裂(SCC)敏感性的影响。结果表明：硫酸根离子促进Inconel 600镍基合金在高温水中的应力腐蚀开裂；随着硫酸根离子浓度升高，合金SCC敏感性增大；当高温水中硫酸根离子含量超过300μg/kg时，断口边缘出现局部腐蚀和局部穿晶裂纹。     

30CrMo合金表面堆焊Inconel625镍基合金的耐腐蚀性能

为了解决石油、天然气井口装置在高含硫介质中的强腐蚀问题,以30CrMo钢作采油树的阀体或阀盖材料,在其表面堆焊两层Inconel625镍基合金。采用全浸式均匀腐蚀试验测定堆焊层的腐蚀速率。结果表明,Inconel625镍基合金堆焊层的腐蚀速率约为30CrMo钢的腐蚀速率的1／8,Inconel625镍基合金具有良好的抗...     

Inconel718高温合金中析出相演变研究进展

Inconel 718高温合金广泛应用于航空、航天、电力和国防等领域中复杂金属结构构件的制造,其高温抗疲劳性能和蠕变持久强度与成形加工过程中微观组织的演变密切相关.以往的研究侧重于镍基合金热加工(如定向凝固、热处理、锻造和焊接等)工艺参数的优化,较少从析出相控制的角度来阐明冷轧、热变形、焊接等工艺与高温服役性能之间的内在联系.本文介绍了该合金中不同类型的析出相,包括:主要强化相(g'相)、辅助强化相(g'相)、g'相的平衡相(d相),以及MX型碳氮化物和Laves相;论述了镍基合金制备过程中不同类型析出相的析出机制及其对合金高温性能的影响;指出了镍基合金高能电子束焊接过程中,焊接热影响区微裂纹形成的影响因素.     

Inconel 690镍基合金焊接研究进展

Inconel 690镍基合金是一种面心立方结构的高温合金,具有优异的耐高温及耐腐蚀性能,被广泛应用于核电、石油化工和航空航天等领域。文中主要从焊接方法、凝固裂纹敏感性和高温失塑裂纹敏感性三个方面对Inconel 690镍基合金的焊接研究现状进行了总结和分析。传统熔化焊方法焊接Inconel 690镍基合金时易引起晶粒粗大、元素偏析并增加裂纹敏感性,而能量密度高的激光焊有望解决此类问题,然而相关研究较少;对铌的最佳含量范围存在很大分歧,析出相诱导机制的机理尚未明确,从工艺角度改善凝固裂纹和高温失塑裂纹的研究仍需进一步研究。     

热等静压成形Inconel 718粉末合金的显微组织和力学性能

采用无坩埚感应熔炼超声气体雾化法(electrode induction melting gas atomization,EIGA)制备了Inconel718预合金粉末，并利用SEM对合金粉末进行了表征，通过预合金粉末热等静压工艺制备了Inconel 718粉末合金坯料并测试了力学性能。研究结果表明，镍基合金Inconel 718易于制得化学成分满足要求的洁净粉末，但热等静压过程中碳化物形成元素扩散至粉末表面，并以氧化物为核心生成包含Ti和Nb的碳化物以及Ni3Nb的硬质薄膜，形成粉末高温合金的原始颗粒边界(prior particle boundaries,PPBs)，使粉末合金的塑性、韧性和持久性能低于锻造合金。通过后续工艺抑制或消除热等静压过程中产生的原始颗粒边界可显著提升材料的综合力学性能。     

激光选区熔化Inconel 718合金在NaOH溶液中的腐蚀行为

采用开路电位、动电位极化、电化学阻抗、恒电位极化、Mott-Schottky和X射线光电子能谱等测试技术研究了激光选区熔化增材制造Inconel 718合金（SLM Inconel 718）在0.1 mol/L NaOH溶液中的腐蚀行为,并与商用轧制Inconel 718合金（R Inconel 718）进行对比。结果表明,SLM Inconel 718合金与R Inconel 718合金均发生点蚀,SLM Inconel 718合金的点蚀优先发生在熔池边界和孔隙部位。相比R Inconel 718合金,SLM Inconel 718合金的活性更低、腐蚀速率更小、耐蚀性能更优,其主要原因在于：SLM Inconel 718合金表面生成的钝化膜中多孔NiO的含量更低,致密Cr₂O₃的含量更高,钝化膜更加致密,并且钝化膜的载流子密度更低,因此,SLM Inconel 718合金的钝化膜保护性能更好,耐蚀性能更优。     

70mm厚锻造及轧制镍基合金690板材热塑性和热裂纹敏感性

利用光学显微镜、扫描电镜及Gleeble 1500热模拟机,分析70mm厚锻造及轧制镍基合金690板材的热塑性及热裂纹敏感性。试验结果显示：锻造和轧制板材均有优异的热塑性,同种材料表层试样的热塑性高于中心位置试样的热塑性。模拟加热过程发现,较低温度条件下轧制板材的热塑性高于锻造板材的热塑性,随着温度的升高锻造板材的热塑性高于轧制板材的热塑性。模拟冷却过程发现,锻造板材比轧制板材具有更好的热塑性。热模拟试样的断面较为光滑,部分位置出现熔融现象。横向可调拘束裂纹敏感性试验结果显示,锻造及轧制镍基合金690板材具有较高的热裂纹敏感性。热裂纹的数量及长度随着施加应变的增加而增加。     

70 mm厚锻造及轧制镍基合金690板材热塑性和热裂纹敏感性（英文）

利用光学显微镜、扫描电镜及Gleeble 1500热模拟机,分析70 mm厚锻造及轧制镍基合金690板材的热塑性及热裂纹敏感性。结果表明:锻造和轧制板材均有优异的热塑性,同种材料试样表层的热塑性高于试样中心位置的热塑性。模拟加热过程发现,较低温度条件下轧制板材的热塑性高于锻造板材的热塑性,随着温度的升高锻造板材的热塑性高于轧制板材的热塑性。模拟冷却过程发现,锻造板材比轧制板材具有更好的热塑性。热模拟试样的断面较为光滑,部分位置出现熔融现象。横向可调拘束裂纹敏感性试验结果显示,锻造及轧制镍基合金690板材具有较高的热裂纹敏感性。随着施加应变的增大,热裂纹的数量增多且长度增加。     

典型金属材料在硝酸熔盐环境中的腐蚀行为研究

通过熔盐浸泡实验研究了Q235碳钢、2.25Cr1Mo低合金钢、P91中合金钢、304和316不锈钢及Inconel617镍基合金在400℃硝酸熔盐(60%NaNO3+40%KNO3)中的静态腐蚀行为。通过测量试样腐蚀不同时间后的质量变化,得到了上述材料在高温熔盐环境中的腐蚀动力学曲线;利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和能谱分析仪(EDS)对该材料在熔盐腐蚀过程中的腐蚀产物形貌、相结构和元素分布进行测试。结果表明,Q235碳钢的抗熔盐腐蚀能力极差,而Inconel 617镍基合金具有极强的抗熔盐腐蚀能力;同时,不同的腐蚀动力学曲线主要是由于材料表面氧化层结构不同;Q235钢表面氧化层主要由Fe2O3组成,不具有保护性;而含Cr合金材料表面会形成含有Cr的氧化物,具有较好的保护性;Inconel 617镍基合金由于表面形成了致密的Cr2O3和Ni O薄膜,所以具有极强的抗腐蚀能力。     

Inconel 718镍基合金高速铣削表面粗糙度研究

Inconel 718镍基合金材料的切削性能较差,零件的表面粗糙度较难保证。为了提高Inconel 718镍基合金零件的表面粗糙度,采用正交试验和极差分析法研究了高速铣削Inconel 718镍基合金时切削速度、每齿进给量、切削深度、切削宽度等4个铣削参数对表面粗糙度的影响规律。运用多元线性回归分析的方法建立了表面粗糙度的预测模型,经过残差图检验具有较高的显著性。利用表面粗糙度预测模型对随机选取的10组切削参数进行表面粗糙度预测,将预测结果与实际测量结果对比,算出综合误差为5.1%,验证了建立的Inconel 718镍基合金表面粗糙度预测模型的有效性,为实际加工中优化切削参数以提高铣削镍基合金零件表面质量提供了一定的理论依据和参考价值。     

Inconel 625合金国内外研究现状综述

Inconel 625因其优异的综合性能广泛应用于各种工业领域。随着各行业的发展，对Inconel 625合金的性能要求越来越高，因此进一步改善Inconel 625合金的组织及性能非常必要。本文总结了近7年国内外学者对Inconel 625合金成型制备、组织性能、熔盐腐蚀等方面的研究，其中成型方法从3D打印技术（即增材制造）、表面改性技术等方面综述；性能方面主要总结了化学成分和热处理工艺；熔盐腐蚀方面重点讨论了氟化物盐、硝酸盐、碳酸盐、硫酸盐等。最后，提出了Inconel 625合金未来的发展前景，为以后Inconel 625的研究提供了实际性的指导。     

镍基合金多孔管不同烧结温度下的孔结构和力学性能

以Inconel625合金粉末和增塑剂为原料,采用增塑挤压工艺成功制备出规格为Ф6 mm×600 mm的薄壁细长镍基合金多孔过滤管坯体。研究了烧结温度对过滤管孔结构和性能的影响。结果表明,随着烧结温度的提高,过滤管的烧结收缩率增大、拉伸断裂强度提高,最大孔径和相对透气系数则呈现逐渐降低的趋势。经1120℃×2 h真空烧结制得的镍基合金过滤管的最大孔径为1.42μm、相对透气系数为31.53 m~3/(h·k Pa·m~2),拉伸断裂强度为340.83 MPa。在该条件下得到的镍基合金过滤管具有良好力学性能,同时兼具适合的孔径和透气系数。     

HVAF喷涂Inconel625涂层在生物质发电环境的高温腐蚀行为

秸秆等生物质焚烧发电时产生的含氯气体和碱金属氯化物腐蚀使受热面金属管道的服役寿命比煤电机组显著降低。 管材表面堆焊镍基耐腐蚀合金的技术尽管可显著提高管道服役寿命,但存在工作效率低、不适合现场施工、管道热变形等诸多问题。 采用可现场施工的空气超音速火焰喷涂(HVAF)在 TP347H 耐热钢表面,制备了 Inconel 镍基耐高温腐蚀涂层,研究了 TP347H 耐热钢喷涂 Inconel 625 合金涂层前后的长期高温腐蚀特性(550 ℃ ,500 h),验证了 HVAF Inconel 625 合金涂层的高温含氯腐蚀防护作用。 显微观察结果表明,优化工艺参数条件下 HVAF 涂层组织致密、 孔隙率低至 0. 72%,与基材结合良好。 腐蚀增重结果表明,采用 HVAF 制备 Inconel 625 合金涂层后,TP347H 耐热钢的腐蚀增重降低 7. 6 倍,耐腐蚀性能显著提升。 冲蚀试验结果表明,HVAF Inconel 625 合金涂层在最初阶段由于表层凸起颗粒的剥落而冲蚀性能极低,进入稳定阶段后耐冲蚀性能提高,与 TP347H 基材的耐冲蚀性能相当。     

固溶处理对Inconel600镍基合金的硬度影响机理研究

通过SEM、TEM、硬度测试仪等手段研究了固溶处理对电子束熔炼Inconel600镍基合金显微硬度的影响,并探讨了硬度变化机制。结果表明,低温固溶有利于二次相的析出,高温固溶对二次相体积分数影响甚微,且相尺寸未达到临界尺寸;1 200℃和1 250℃固溶+时效处理对Inconel600镍基合金的硬度影响不大,但电子束熔炼制备的材料较传统工艺材料的显微硬度显著提高。     

扩散路径分析模型及其在镍基合金高温水氧化研究中的应用

针对Inconel 600和Inconel 690合金在高温高压水环境中生成的腐蚀氧化膜,提出了扩散路径分析模型,阐明了氧化膜微观结构及其形成机理。基于氧化膜成分、合金成分、以及环境因素,构建了Inconel 600及Inconel 690合金的Ni-Cr-H_2O三元相图。Inconel 600合金高温高压水腐蚀的扩散路径表明,其氧化膜由内层Cr_2O_3与外层FeCr_2O_4尖晶石构成。通过Inconel 690合金高温高压水腐蚀的扩散路径分析可知,氧化膜由单一的Cr_2O_3构成。扩散路径分析结果表明,在Inconel 600氧化膜中,O~(2-)比Cr~(3+)具有更高的扩散速率,而在Inconel 690氧化膜中,O~(2-)的迁移率较低,所受阻力较大,从而使得Inconel 600和Inconel 690合金氧化膜呈现出不同的微观结构。     

12Cr1MoVG耐热钢堆焊技术研究

镍基合金625是一种既具有高强度又有优异耐蚀性的材料,在石油化工领域应用广泛。文中介绍了镍基合金625的焊接特点及焊接过程中的注意事项,同时采用热丝TIG焊工艺,焊丝为Inconel 625,对12Cr1MoVG耐热钢的堆焊镍基合金625进行了焊接工艺试验,通过无损检测、堆焊层化学成分分析、弯曲试验、晶间腐蚀试验、点腐蚀、显微组织及显微硬度检验,验证了焊接工艺的合理性,选出了最优的焊接工艺参数,为后续产品提供了技术支持。     

核级镍基合金焊接材料失塑裂纹研究现状

镍基合金及其焊接材料因具有优异的耐蚀性和高温力学性能,成为核电站关键设备中的关键材料,其焊接质量关系到核电站的安全运行。失塑裂纹(ductility-dip crack,DDC)是镍基合金中常见的一种微观缺陷,常常出现在多层多道焊中,因其尺寸小(长100μm左右)、难检测,成为核电站运行安全的潜在威胁。本文简要地回顾了核级镍基合金及其焊接材料的发展历程,从镍基600系列合金发展到690系列合金,解决了焊接接头晶间腐蚀裂纹问题,但对之引起的焊接DDC问题,从成分设计角度,开发了以Inconel 52、Inconel 52M和Inconel 52MSS为代表的焊接材料,焊接接头的DDC敏感性逐步降低,但此问题至今并未完全解决。介绍了DDC的微观特征及其敏感性评价方法,总结了目前比较认可的DDC开裂机制,从成分和微观组织角度分析了其影响因素,最后进行了展望。     

镍基合金带极堆焊技术在稳压器制造中的应用

为满足稳压器下封头电加热器套管的装配和焊接固定,需要在其内壁堆焊镍基合金台阶并加工出接管孔,堆焊焊材为Inconel 690合金。针对稳压器封头的镍基凸台结构,采用镍基合金焊带开发带极堆焊工艺方案,进行了焊接工艺评定和试验件的实际焊接。结果表明,采用镍基合金带极堆焊技术进行稳压器下封头镍基凸台的堆焊,各项性能指标和质量控制均能满足产品制造技术要求。     

氧乙炔火焰喷焊合金层组织与性能的试验研究

利用火焰喷焊法在16Mn钢表面得到铁基合金喷焊层和镍基合金喷焊层，并对两种合金层进行了显微组织，X射线衍射，硬度和腐蚀介质下的耐磨性以及热疲劳性能试验。结果表明，上述两种合金层组织都具有亚共晶型枝晶生长特征，但铁基合金层枝晶发达，镍基合金层枝晶细小均匀，合金喷焊层均由γ固溶体和各种化合物硬质相所组成，焊态时镍基合金层比铁基合金层的硬度和耐磨性高，时效处理后铁基合金层的硬度和耐磨性都明显增加，镍基合金层却略有降低；合金喷焊层在HCl介质中的耐磨性小于在中性水中的耐磨性，镍基合金层比铁基合金层具有较好的抗热疲劳性能；时效处理能改善合金层的抗热疲劳性能。