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00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti（Inconel 725 ）

（00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti）Inconel 725 合(he)金是(shi)(shi)一(yi)種(zhong)既具有高(gao)耐蝕性(xing)又可時效(xiao)硬(ying)化到極高(gao)強(qiang)度(du)的(de)(de)Ni-Cr-Mo-Nb-Ti- Al耐蝕合(he)(he)(he)(he)金(jin)。此(ci)合(he)(he)(he)(he)金(jin)的(de)(de)耐蝕性(xing)基本(ben)上與(yu)已(yi)廣(guang)泛使用的(de)(de)Inconel 625合(he)(he)(he)(he)金(jin)一(yi)致，時效(xiao)硬(ying)化處理的(de)(de)725合(he)(he)(he)(he)金(jin)的(de)(de)強(qiang)度(du)水平是(shi)(shi)625合(he)(he)(he)(he)金(jin)的(de)(de)2倍，并且其塑(su)韌(ren)性(xing)仍(reng)保持較(jiao)高(gao)的(de)(de)水平。對(dui)于在(zai)腐蝕環境(jing)中應用，既要(yao)求(qiu)具有優異耐蝕性(xing)又要(yao)求(qiu)具有高(gao)強(qiang)和(he)高(gao)的(de)(de)塑(su)韌(ren)性(xing)的(de)(de)服役(yi)條(tiao)件，一(yi)些大型部件或截面尺寸不(bu)均勻的(de)(de)部件不(bu)能釆用冷(leng)加(jia)工(gong)的(de)(de)強(qiang)化措施，這種(zhong)時效(xiao)硬(ying)化型鐐基耐蝕合(he)(he)(he)(he)金(jin)不(bu)失是(shi)(shi)一(yi)種(zhong)最佳(jia)選(xuan)擇。Inconel 725合(he)(he)(he)(he)金(jin)已(yi)在(zai)酸(suan)性(xing)氣(qi)田開發中得到成(cheng)功應用。

一、化學成分特點和(he)組織結構

（00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti）Inconel 725 合金(jin)的(de)(de)化學成(cheng)分見表(biao) 8-7。合金(jin)的(de)(de) Cr、Ni、Mo、Nb 含量與625合金(jin)基(ji)本(ben)一致，這是此合金(jin)的(de)(de)耐(nai)蝕特性與625合金(jin)一致的(de)(de)根本(ben)原(yuan)因(yin)，兩(liang)者的(de)(de)差別在于725合金(jin)中的(de)(de)碳降到(dao)0.03%以下，并(bing)加(jia)入Ti和(he)Al,前者減少了碳化物(wu)析出敏感(gan)性而提高(gao)耐(nai)晶間腐蝕能(neng)力，后者賦予了合金(jin)的(de)(de)時效強化功能(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(shi)溫(wen)力學性(xing)能見表8-106。時(shi)效(xiao)硬(ying)化棒(bang)材高溫(wen)瞬時(shi)力學性(xing)能見圖 8-92。16~16.5mm棒(bang)材(固溶+時(shi)效(xiao)硬(ying)化處理)的高溫(wen)瞬時(shi)力學性(xing)能列(lie)于表 8-107。

三、耐蝕性能

  1. 全面腐蝕

   在酸溶(rong)液中(zhong)，不(bu)同熱處理狀態的(de)725合(he)金(jin)的(de)耐蝕性列于表8-108，為了比較 引入了文獻中(zhong)的(de)625和(he)C-276合(he)金(jin)，顯然725合(he)金(jin)的(de)耐蝕性可與(yu)退火態的(de)625合(he)金(jin)和(he) C-276合(he)金(jin)媲(pi)美。

    表 8-109 為725合金在酸性介質中的(de)(de)耐蝕性隨(sui)試驗時間和(he)介質溫度的(de)(de)變(bian)(bian)化而 發生的(de)(de)變(bian)(bian)化。

   2. 應(ying)力腐(fu)蝕(shi)

   在判定(ding)由(you)硫化物引(yin)起的(de)應力腐蝕(shi)（氫脆）的(de)標準(zhun)試(shi)驗中（NACET M0177 ）,725 合(he)金的(de)腐蝕(shi)數據(ju)見(jian)表(biao)8-110。這些數據(ju)指岀725合(he)金優于625合(he)金和718合(he)金。

   在(zai)模擬酸性井環境(jing)中，725合(he)金(jin)(jin)的應力腐蝕行為(wei)見(jian)表8-111 和圖8-93。725 合(he)金(jin)(jin)的耐SCC性能優于(yu)冷加工(gong)的625合(he)金(jin)(jin)、G-3合(he)金(jin)(jin)、925合(he)金(jin)(jin)、825合(he)金(jin)(jin)和718 合(he)金(jin)(jin)，近于(yu)C-276合(he)金(jin)(jin)。

 3. 耐(nai)縫隙(xi)腐蝕性能和腐蝕疲勞

    時效狀(zhuang)態的(de)725合金(jin)的(de)耐縫隙腐蝕性能優于(yu)退(tui)火(huo)態的(de)625合金(jin)（表8-112）, 在海水(shui)中的(de)疲(pi)勞性能與空氣中的(de)一致（圖8-94）。

四、熱處理、熱成型(xing)和焊接性能

    1. 熱處(chu)理

 （00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti）Inconel 725 合金(jin)的(de)強(qiang)化是依賴于時效(xiao)處理(li) γ''相沉(chen)淀實現(xian)的(de)，時效(xiao)前應使合金(jin)固溶退火(huo)，然后再施以時效(xiao)處理(li)。

   固(gu)溶(rong)退火：1040℃ 固(gu)溶(rong)，AC（空(kong)冷(leng)）。

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

   2. 熱成(cheng)型

  725合(he)金的(de)適(shi)(shi)宜熱(re)(re)(re)成(cheng)(cheng)型(xing)溫(wen)度為 899~1121℃，因其(qi)強度高，熱(re)(re)(re)成(cheng)(cheng)型(xing)設備(bei)應(ying)具(ju)有足夠的(de)變(bian)形(xing)力。為使部件具(ju)有均勻一致的(de)變(bian)形(xing)，在(zai)變(bian)形(xing)的(de)低(di)溫(wen)區(qu)（890 ~950℃）應(ying)適(shi)(shi)度減少壓縮(suo)量(liang)。為了避免(mian)混晶結構，應(ying)給(gei)予合(he)金較均勻的(de)壓縮(suo)量(liang)，對于(yu)開口模熱(re)(re)(re)作(zuo)，最(zui)終的(de)壓縮(suo)量(liang)應(ying)大于(yu)20%,對于(yu)閉口模熱(re)(re)(re)作(zuo)，最(zui)終變(bian)形(xing)量(liang)應(ying)大于(yu)10% ,熱(re)(re)(re)作(zuo)后空冷。在(zai)熱(re)(re)(re)作(zuo)過程中既要(yao)避免(mian) 過熱(re)(re)(re)又要(yao)避免(mian)低(di)于(yu)899℃的(de)冷點(dian)出現(xian)，一旦出現(xian)表面(mian)(mian)裂紋或其(qi)他(ta)缺(que)陷要(yao)即(ji)時去除(chu)。建議將熱(re)(re)(re)作(zuo)工具(ju)和模具(ju)預熱(re)(re)(re)到260℃，對消(xiao)除(chu)部件表面(mian)(mian)裂紋和缺(que)陷是有益(yi)的(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(ju)說明，焊后高溫退火再經雙時(shi)效處理可使其沖擊韌性(xing)明顯提高。

五、物理性能

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

六(liu)、應(ying)用

  （00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti）Inconel 725 合(he)金集耐(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)與高(gao)強(qiang)度(du)于(yu)一身(shen)，它主要(yao)應用(yong)于(yu)耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)環境的(de)高(gao)強(qiang)度(du)部件，在酸性(xing)氣井的(de)環境中(zhong)它已用(yong)作(zuo)懸掛件、偏心(xin)工作(zuo)筒，拋光(guang)座圈(quan)和地面接(jie)頭等，用(yong)以抵抗(kang)硫化(hua)氫(qing)、氯化(hua)物和二氧化(hua)碳(tan)的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。因725合(he)金具有(you)與625合(he)金相(xiang)當的(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)，它亦是在海水中(zhong)高(gao)強(qiang)度(du)緊固件的(de)優選材(cai)料，在海水中(zhong)提供了良好(hao)的(de)耐(nai)點蝕(shi)(shi)(shi)、耐(nai)縫隙腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)能。此(ci)外，此(ci)合(he)金特別適宜(yi)用(yong)做聚合(he)物的(de)擠壓模，在要(yao)求高(gao)強(qiang)度(du)的(de)強(qiang)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)環境服役條件下，它亦提供了高(gao)強(qiang)度(du)和耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)的(de)雙重性(xing)能。