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00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti（Inconel 725 ）

（00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti）Inconel 725 合金(jin)是一種(zhong)既具有高(gao)(gao)耐(nai)蝕性(xing)又(you)可時效硬化(hua)到(dao)極高(gao)(gao)強度的(de)(de)Ni-Cr-Mo-Nb-Ti- Al耐(nai)蝕合(he)(he)金(jin)。此合(he)(he)金(jin)的(de)(de)耐(nai)蝕性(xing)基(ji)(ji)本上與已廣(guang)泛(fan)使(shi)用(yong)的(de)(de)Inconel 625合(he)(he)金(jin)一致，時效硬化(hua)處理的(de)(de)725合(he)(he)金(jin)的(de)(de)強度水平是625合(he)(he)金(jin)的(de)(de)2倍，并且其塑(su)韌(ren)性(xing)仍保持較高(gao)(gao)的(de)(de)水平。對于在腐蝕環(huan)境中(zhong)應(ying)用(yong)，既要(yao)求具有優異耐(nai)蝕性(xing)又(you)要(yao)求具有高(gao)(gao)強和高(gao)(gao)的(de)(de)塑(su)韌(ren)性(xing)的(de)(de)服役(yi)條件，一些大型(xing)部件或截面尺寸不均勻的(de)(de)部件不能釆(bian)用(yong)冷加工的(de)(de)強化(hua)措(cuo)施，這種(zhong)時效硬化(hua)型(xing)鐐基(ji)(ji)耐(nai)蝕合(he)(he)金(jin)不失是一種(zhong)最佳選擇(ze)。Inconel 725合(he)(he)金(jin)已在酸性(xing)氣田開發(fa)中(zhong)得到(dao)成功應(ying)用(yong)。

一、化學成分(fen)特點和組織(zhi)結構(gou)

（00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti）Inconel 725 合(he)(he)(he)(he)(he)金的(de)化(hua)學成分(fen)見(jian)表 8-7。合(he)(he)(he)(he)(he)金的(de) Cr、Ni、Mo、Nb 含量與625合(he)(he)(he)(he)(he)金基本一(yi)致，這是此合(he)(he)(he)(he)(he)金的(de)耐(nai)蝕特性與625合(he)(he)(he)(he)(he)金一(yi)致的(de)根本原因，兩者的(de)差別在于725合(he)(he)(he)(he)(he)金中的(de)碳降到0.03%以下，并加入Ti和Al,前(qian)者減少(shao)了(le)碳化(hua)物析出敏(min)感性而提高(gao)耐(nai)晶間腐蝕能(neng)力，后者賦予(yu)了(le)合(he)(he)(he)(he)(he)金的(de)時效強化(hua)功(gong)能(neng)。

 （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、力學性能

（00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti）Inconel 725 合金的室溫(wen)力學(xue)性(xing)能見(jian)表8-106。時(shi)效硬化(hua)棒材高(gao)溫(wen)瞬時(shi)力學(xue)性(xing)能見(jian)圖(tu) 8-92。16~16.5mm棒材(固溶+時(shi)效硬化(hua)處理(li))的高(gao)溫(wen)瞬時(shi)力學(xue)性(xing)能列于(yu)表 8-107。

三、耐蝕性能(neng)

  1. 全面腐蝕

   在酸溶液中(zhong)，不同熱處理(li)狀態的(de)725合(he)金(jin)的(de)耐(nai)蝕(shi)性列于表8-108，為(wei)了(le)比較 引入了(le)文獻中(zhong)的(de)625和C-276合(he)金(jin)，顯然725合(he)金(jin)的(de)耐(nai)蝕(shi)性可(ke)與退火態的(de)625合(he)金(jin)和 C-276合(he)金(jin)媲美。

    表 8-109 為(wei)725合金在(zai)酸性(xing)(xing)介(jie)質(zhi)中的耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)隨試驗時(shi)間和介(jie)質(zhi)溫(wen)度的變化而 發生的變化。

   2. 應力腐蝕

   在判定由(you)硫(liu)化物引起的(de)應力腐蝕（氫脆）的(de)標準試(shi)驗中（NACET M0177 ）,725 合金(jin)的(de)腐蝕數據見表8-110。這些數據指岀725合金(jin)優于625合金(jin)和718合金(jin)。

   在模擬(ni)酸性(xing)井環境中，725合(he)(he)(he)金(jin)(jin)的應力腐蝕(shi)行為(wei)見表8-111 和圖8-93。725 合(he)(he)(he)金(jin)(jin)的耐SCC性(xing)能優于(yu)冷加工的625合(he)(he)(he)金(jin)(jin)、G-3合(he)(he)(he)金(jin)(jin)、925合(he)(he)(he)金(jin)(jin)、825合(he)(he)(he)金(jin)(jin)和718 合(he)(he)(he)金(jin)(jin)，近于(yu)C-276合(he)(he)(he)金(jin)(jin)。

 3. 耐縫隙腐蝕性(xing)能和腐蝕疲(pi)勞

    時(shi)效(xiao)狀態(tai)的725合金的耐縫隙腐蝕性能優于退火態(tai)的625合金（表8-112）, 在海水中的疲勞(lao)性能與空氣中的一致(zhi)（圖8-94）。

四、熱處理、熱成型和焊(han)接性能(neng)

    1. 熱處理(li)

 （00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti）Inconel 725 合金的(de)強(qiang)化(hua)是依(yi)賴于時(shi)(shi)效處理(li) γ''相沉淀實現的(de)，時(shi)(shi)效前應使合金固溶退火，然后再施以(yi)時(shi)(shi)效處理(li)。

   固溶(rong)退(tui)火：1040℃ 固溶(rong)，AC（空冷）。

   時效處理：對于(yu)酸性氣井應用, 推薦下述處理工藝，730℃×8 h 、爐冷 （56℃/h）至620℃ × 8h, AC。

   2. 熱成型

  725合金的(de)(de)適(shi)宜(yi)熱(re)(re)成型(xing)(xing)溫度為 899~1121℃，因其(qi)強度高，熱(re)(re)成型(xing)(xing)設備應(ying)具(ju)(ju)有足夠的(de)(de)變(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)力(li)。為使(shi)部件具(ju)(ju)有均(jun)勻一致的(de)(de)變(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)，在變(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)的(de)(de)低(di)溫區（890 ~950℃）應(ying)適(shi)度減(jian)少壓縮(suo)量。為了避免混晶結(jie)構，應(ying)給予合金較均(jun)勻的(de)(de)壓縮(suo)量，對于(yu)開口(kou)(kou)模熱(re)(re)作(zuo)(zuo)，最終的(de)(de)壓縮(suo)量應(ying)大于(yu)20%,對于(yu)閉口(kou)(kou)模熱(re)(re)作(zuo)(zuo)，最終變(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)量應(ying)大于(yu)10% ,熱(re)(re)作(zuo)(zuo)后空冷(leng)。在熱(re)(re)作(zuo)(zuo)過程中既要(yao)(yao)避免 過熱(re)(re)又要(yao)(yao)避免低(di)于(yu)899℃的(de)(de)冷(leng)點出(chu)現，一旦出(chu)現表面裂(lie)紋(wen)或其(qi)他缺陷(xian)要(yao)(yao)即時(shi)去除。建議(yi)將熱(re)(re)作(zuo)(zuo)工具(ju)(ju)和模具(ju)(ju)預熱(re)(re)到260℃，對消除部件表面裂(lie)紋(wen)和缺陷(xian)是有益的(de)(de)。

   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(hou)高溫退(tui)火再經雙時效處理可使其沖擊韌性明顯(xian)提高。

五、物理性能(neng)

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

六、應(ying)用

  （00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti）Inconel 725 合金(jin)集耐(nai)(nai)腐(fu)蝕(shi)性(xing)與(yu)高(gao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度于一(yi)身，它主(zhu)要(yao)應用(yong)(yong)(yong)于耐(nai)(nai)蝕(shi)環境(jing)的(de)(de)高(gao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度部(bu)件，在(zai)酸(suan)性(xing)氣井的(de)(de)環境(jing)中(zhong)它已用(yong)(yong)(yong)作懸掛(gua)件、偏心工作筒，拋(pao)光座圈和地面接(jie)頭等，用(yong)(yong)(yong)以(yi)抵抗(kang)硫化氫、氯化物和二氧化碳的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)。因725合金(jin)具有與(yu)625合金(jin)相當的(de)(de)耐(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)，它亦(yi)是在(zai)海水(shui)中(zhong)高(gao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度緊固件的(de)(de)優選材料，在(zai)海水(shui)中(zhong)提(ti)供(gong)了良(liang)好的(de)(de)耐(nai)(nai)點蝕(shi)、耐(nai)(nai)縫隙腐(fu)蝕(shi)性(xing)能。此(ci)外，此(ci)合金(jin)特(te)別適宜用(yong)(yong)(yong)做(zuo)聚合物的(de)(de)擠壓模，在(zai)要(yao)求高(gao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度的(de)(de)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)腐(fu)蝕(shi)環境(jing)服役(yi)條件下，它亦(yi)提(ti)供(gong)了高(gao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度和耐(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)的(de)(de)雙重(zhong)性(xing)能。