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00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti（Inconel 725 ）

（00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti）Inconel 725 合(he)金是(shi)一(yi)種既(ji)具有高耐(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)又可(ke)時效硬化(hua)到極高強(qiang)(qiang)度的(de)(de)(de)Ni-Cr-Mo-Nb-Ti- Al耐(nai)(nai)蝕(shi)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)。此合(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)基(ji)本上(shang)與(yu)已廣泛使用的(de)(de)(de)Inconel 625合(he)(he)(he)金(jin)(jin)一(yi)致，時效硬化(hua)處理的(de)(de)(de)725合(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度水平(ping)是(shi)625合(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)2倍，并且其塑韌(ren)(ren)性(xing)仍保持較高的(de)(de)(de)水平(ping)。對于在腐蝕(shi)環境(jing)中應用，既(ji)要求具有優異耐(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)又要求具有高強(qiang)(qiang)和高的(de)(de)(de)塑韌(ren)(ren)性(xing)的(de)(de)(de)服(fu)役(yi)條件，一(yi)些(xie)大(da)型部(bu)件或(huo)截面尺寸不(bu)均(jun)勻的(de)(de)(de)部(bu)件不(bu)能釆用冷加工的(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)化(hua)措施，這種時效硬化(hua)型鐐基(ji)耐(nai)(nai)蝕(shi)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)不(bu)失是(shi)一(yi)種最佳選(xuan)擇。Inconel 725合(he)(he)(he)金(jin)(jin)已在酸性(xing)氣田開(kai)發中得到成功應用。

一、化學成分特點和組織結構

（00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti）Inconel 725 合金的(de)(de)(de)化學成分見(jian)表(biao) 8-7。合金的(de)(de)(de) Cr、Ni、Mo、Nb 含量與625合金基本(ben)一致(zhi)，這是此合金的(de)(de)(de)耐蝕(shi)特性(xing)與625合金一致(zhi)的(de)(de)(de)根本(ben)原因，兩者的(de)(de)(de)差別在于725合金中的(de)(de)(de)碳降(jiang)到0.03%以下，并(bing)加(jia)入Ti和Al,前者減少(shao)了(le)碳化物(wu)析出(chu)敏感(gan)性(xing)而(er)提高耐晶間(jian)腐蝕(shi)能力，后(hou)者賦(fu)予了(le)合金的(de)(de)(de)時效強化功能。

 （00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti）Inconel 725 合金在固溶退火狀態下為純奧氏體合金，在時效狀態下有碳化物和金屬間相形成，碳化物以M₆C為主并有MC和M₂₃C₆型碳化物形成，此合金金屬間相為[Ni3(Nb,Ti,Al)],后者為合金的主要時效強化相， 其功能是提高合金的強度。

二(er)、力學(xue)性(xing)能

（00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti）Inconel 725 合金的室溫力學性能見表(biao)8-106。時(shi)(shi)效硬化棒材高溫瞬時(shi)(shi)力學性能見圖 8-92。16~16.5mm棒材(固溶+時(shi)(shi)效硬化處理)的高溫瞬時(shi)(shi)力學性能列于表(biao) 8-107。

三(san)、耐蝕性(xing)能

  1. 全面腐(fu)蝕

   在酸溶液中，不同熱(re)處理狀態(tai)的(de)725合(he)金的(de)耐蝕(shi)性(xing)列于表(biao)8-108，為了比較 引入了文獻中的(de)625和(he)C-276合(he)金，顯然725合(he)金的(de)耐蝕(shi)性(xing)可與退火態(tai)的(de)625合(he)金和(he) C-276合(he)金媲美。

    表 8-109 為(wei)725合金在酸(suan)性(xing)介質中的耐蝕性(xing)隨試驗時間和介質溫度的變化(hua)(hua)而 發生(sheng)的變化(hua)(hua)。

   2. 應力腐蝕

   在判(pan)定由硫化物(wu)引起的應力腐蝕（氫脆(cui)）的標準試(shi)驗中（NACET M0177 ）,725 合(he)(he)金(jin)的腐蝕數(shu)據見表8-110。這些(xie)數(shu)據指(zhi)岀725合(he)(he)金(jin)優于625合(he)(he)金(jin)和718合(he)(he)金(jin)。

   在模擬(ni)酸性(xing)井環(huan)境中，725合(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)應(ying)力腐蝕行為見表8-111 和圖8-93。725 合(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)耐SCC性(xing)能優于冷加工的(de)625合(he)金(jin)(jin)(jin)、G-3合(he)金(jin)(jin)(jin)、925合(he)金(jin)(jin)(jin)、825合(he)金(jin)(jin)(jin)和718 合(he)金(jin)(jin)(jin)，近于C-276合(he)金(jin)(jin)(jin)。

 3. 耐縫隙腐蝕(shi)性能(neng)和(he)腐蝕(shi)疲勞

    時效狀態的725合(he)金(jin)的耐縫隙腐蝕(shi)性(xing)能優于(yu)退火(huo)態的625合(he)金(jin)（表8-112）, 在海水中的疲勞性(xing)能與(yu)空(kong)氣中的一致(zhi)（圖8-94）。

四、熱(re)處理、熱(re)成型和焊接(jie)性能

    1. 熱處理

 （00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti）Inconel 725 合金的(de)強(qiang)化是依(yi)賴于時效處理 γ''相沉淀實現的(de)，時效前應使合金固溶(rong)退火(huo)，然后再(zai)施以時效處理。

   固溶退(tui)火：1040℃ 固溶，AC（空冷(leng)）。

   時效處理(li)：對于酸性(xing)氣(qi)井應用(yong), 推薦(jian)下(xia)述(shu)處理(li)工(gong)藝，730℃×8 h 、爐冷(leng) （56℃/h）至620℃ × 8h, AC。

   2. 熱成型

  725合(he)金(jin)的適(shi)宜熱成型溫(wen)度(du)(du)為(wei) 899~1121℃，因其強(qiang)度(du)(du)高，熱成型設備應(ying)(ying)具(ju)有(you)足(zu)夠的變(bian)形力。為(wei)使部件(jian)具(ju)有(you)均勻(yun)一致(zhi)的變(bian)形，在(zai)變(bian)形的低(di)(di)溫(wen)區（890 ~950℃）應(ying)(ying)適(shi)度(du)(du)減少(shao)壓(ya)縮(suo)量(liang)。為(wei)了避(bi)免(mian)混晶結構，應(ying)(ying)給予合(he)金(jin)較均勻(yun)的壓(ya)縮(suo)量(liang)，對(dui)于(yu)開口模熱作，最終的壓(ya)縮(suo)量(liang)應(ying)(ying)大于(yu)20%,對(dui)于(yu)閉(bi)口模熱作，最終變(bian)形量(liang)應(ying)(ying)大于(yu)10% ,熱作后空冷(leng)。在(zai)熱作過程中(zhong)既要(yao)避(bi)免(mian) 過熱又要(yao)避(bi)免(mian)低(di)(di)于(yu)899℃的冷(leng)點出(chu)現，一旦出(chu)現表面裂紋或其他(ta)缺陷(xian)(xian)要(yao)即時去除(chu)。建議將(jiang)熱作工具(ju)和(he)模具(ju)預(yu)熱到260℃，對(dui)消(xiao)除(chu)部件(jian)表面裂紋和(he)缺陷(xian)(xian)是(shi)有(you)益的。

   3. 焊接

  725合金最適宜的焊接方式是GTAW和GMAW,不推薦使用SAW和SMAW, 充填金屬應采用725NDUR，以確保焊件的強度。表8-113 為采用725NDUR焊絲堆焊1層在 5% NaCI +517kPa H₂S +2758kPa CO₂, 149℃ 環境下的慢速拉伸試驗數據。表中的數據為在腐蝕環境和空氣中采用相同慢速拉伸參數所獲得的數據 比，通常這個比值在0.90以上是可接受的。表8-114 為725NDUR焊縫金屬 （GMA）的室溫力學性能，表8-115 其沖擊性能。

   表8-114 和 表8-115的數據說明，焊后高溫退火再(zai)經雙時效處理可使其沖擊(ji)韌(ren)性明顯提高。

五、物(wu)理性(xing)能(neng)

 （00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti）Inconel 725 合金物理性能分別見表8-116 ~表8-118。

六、應(ying)用

  （00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti）Inconel 725 合(he)(he)金集耐(nai)腐蝕(shi)性(xing)與(yu)高(gao)強(qiang)(qiang)度(du)于(yu)一身，它(ta)主(zhu)要應用(yong)于(yu)耐(nai)蝕(shi)環(huan)境的高(gao)強(qiang)(qiang)度(du)部件(jian)(jian)，在(zai)酸性(xing)氣井的環(huan)境中(zhong)(zhong)它(ta)已用(yong)作懸掛件(jian)(jian)、偏(pian)心工作筒，拋光座圈(quan)和地面(mian)接頭(tou)等，用(yong)以抵抗硫(liu)化(hua)氫、氯化(hua)物和二氧化(hua)碳的腐蝕(shi)。因725合(he)(he)金具有與(yu)625合(he)(he)金相當的耐(nai)蝕(shi)性(xing)，它(ta)亦(yi)(yi)是在(zai)海水(shui)中(zhong)(zhong)高(gao)強(qiang)(qiang)度(du)緊(jin)固件(jian)(jian)的優選材料(liao)，在(zai)海水(shui)中(zhong)(zhong)提供(gong)了良好的耐(nai)點蝕(shi)、耐(nai)縫隙腐蝕(shi)性(xing)能。此外，此合(he)(he)金特別(bie)適宜(yi)用(yong)做聚(ju)合(he)(he)物的擠壓模，在(zai)要求高(gao)強(qiang)(qiang)度(du)的強(qiang)(qiang)腐蝕(shi)環(huan)境服役條(tiao)件(jian)(jian)下，它(ta)亦(yi)(yi)提供(gong)了高(gao)強(qiang)(qiang)度(du)和耐(nai)蝕(shi)性(xing)的雙重性(xing)能。