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固溶处理温度对Inconel600合金组织和性能的影响
Inconel600镍基耐蚀合金是一类综合性能优良的耐蚀材料,可用于一般不锈钢和其他金属、非金属材料难以应用的有严重工程腐蚀问题的场合,值得大力发展与扩大其应用。镍合金按强化特征分固溶强化、时效强化两种,Inconel600属于固溶强化型,是一种镍-铬-铁耐蚀合金,Inconel600具有良好的耐高温腐蚀性(耐酸碱)和抗氧化性能、优良的冷热加工和焊接工艺性能。高镍含量使Inconel600合金耐很多有机和无机化学腐蚀,同时使Inconel600合金从根本上对氯离子应力腐蚀开裂免疫,铬具有耐硫化物和高温氧化条件或腐蚀性溶液的能力。由于Inconel600常用于腐蚀性很强的条件,固溶处理制度对Inconel600成功使用具有重要影响。为此,科研人员就不同温度的固溶处理对Inconel600合金的组织和性能的影响进行了研究。
试验所用材料为经电弧炉熔炼(EAF)-氩氧脱碳(AOD)-电渣重熔(ESR),Inconel600热轧成厚16mm的板材,最后去氧化皮、退火。化学成分(质量分数)为:0.07%C,0.3%Mn,8.9%Fe,0.001%S,0.1%Si,0.1%Cu,73.0%Ni,16.7%Cr。
将Inconel600板材加工成厚度为4mm的试样,在固溶处理温度为950,1000,1050,1100,1150,1200℃下,分别保温5min后水冷。
利用基恩士VHX-100K型数码显微镜观察合金的显微组织并拍照。按ASTM G28《煅制富镍铬轴承合金晶间腐蚀敏感性的探测用标准试验方法》中的方法A,即50%(质量分数)硫酸-硫酸铁试验方法,进行晶间腐蚀试验,计算腐蚀速率。利用数显维氏硬度计测试硬度,每个试样测5个数据,取平均值。试验结果表明:
(1)固溶处理温度对Inconel600合金的晶粒度影响较大。在低于1050℃固溶时,晶粒长大速度不明显;当温度高于1050℃时,晶粒尺寸随固溶处理温度升高而快速长大。
(2)Inconel600合金在1050℃以下进行固溶处理时,硬度值基本保持不变,在1050℃达到最大值,在1050℃以上则随固溶处理温度的升高而降低。
(3)Inconel600合金经固溶处理后其耐硫酸-硫酸铁晶间腐蚀性能优异。经1100℃固溶后,碳化物可充分溶解,综合固溶程度及晶粒尺寸对性能的影响,建议Inconel600合金的固溶处理温度为1050~1100℃。