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Incoloy 925

 00Cr21Ni44Mo3Cu2Ti2Al、No. 9925、 Incoloy 925合金是一種可時(shí)效強(qiáng)化的鐵鎳基耐蝕合金，由于Cr、Mo、Cu的復(fù)合作用效果，致使此合金具有優(yōu)良的耐還原性化學(xué)介質(zhì)的腐蝕能力，以及良好的耐點(diǎn)蝕和耐縫隙腐蝕性能。此合金的鎳含量足以保證其耐氯離子引起的應(yīng)力腐蝕。它主要應(yīng)用于既要求高強(qiáng)度又要求具有足夠耐蝕性的領(lǐng)域，如酸性油氣開(kāi)采使用的井下和地面裝置和設(shè)備。

一、化學(xué)成分和組織特點(diǎn)

 Incoloy 925合金的化學(xué)成分見(jiàn)表12-130。

 Incoloy 925合金在固溶狀態(tài)下，為奧氏體組織，由于此合金加入了 Ti和Al，因此在恰當(dāng)?shù)臏囟认逻M(jìn)行時(shí)效處理，故γ［Ni3（Al、Ti）］的析出可使合金的強(qiáng)度和硬度 顯著提高，達(dá)到提高強(qiáng)度的目的。

  高溫暴露也將引起其他相的沉淀，這些相包括MC、M₇C₃, M₂₃C₆、σ相和η 相等，這些相是否析出取決于時(shí)效溫度和時(shí)效時(shí)間，圖12-67為固溶態(tài)925合金 的時(shí)間-溫度-轉(zhuǎn)變（TTT）圖，W相的最敏感析出溫度為750℃,。相的最敏感析 出溫度為800~850℃。

 相的析出不僅使合金的強(qiáng)度提高，也將使合金脆化即沖擊性能變壞，由所測(cè) 定的沖擊吸收功可知，W相沉淀并未嚴(yán)重引起韌性變壞，即使進(jìn)行10小時(shí)時(shí)效925合金的沖擊吸收功仍在100J以上；使沖擊韌性變壞的沉淀相為σ相，于830℃ 時(shí)效5小時(shí),合金的沖擊吸收功已＜60J,隨時(shí)效時(shí)間增長(zhǎng)，合金的韌性繼續(xù)惡化（圖 12-68）

二、 力學(xué)性能

  Incoloy 925合金固溶和固溶+時(shí)效態(tài)室溫力學(xué)性能見(jiàn)表12-131，高溫力學(xué)性能如圖12-69所示。

  Incoloy 925合金旋轉(zhuǎn)梁疲勞試驗(yàn)結(jié)果如圖12-70所示，雙時(shí)效925合金的平均軸向應(yīng)力與循環(huán)次數(shù)關(guān)系如圖12-71所示。

三、耐蝕性

 Incoloy 925合金在氧化和還原性的介質(zhì)環(huán)境中均呈現(xiàn)出良好的耐全面腐蝕、耐點(diǎn)蝕和耐縫隙腐蝕以及耐應(yīng)力腐蝕性能。然而，這個(gè)合金最適用的腐蝕環(huán)境是酸性 （含H₂S）原油和天然氣、硫酸、磷酸和海水。

 合金在具有代表性的酸性氣井環(huán)境中的耐蝕性分別見(jiàn) 圖12-72 和表12-132 ~ 表12-134。破裂溫度試驗(yàn)結(jié)果指出，925合金模擬酸性氣井環(huán)境中的破裂溫度高于冷加工態(tài)的825合金，但低于725合金和冷加工態(tài)的G-3合金和C-276合金（圖 12-71 ）。

 表12-132為925合金在NACE溶液中C形環(huán)試樣的試驗(yàn)結(jié)果，為了比較列入了在此環(huán)境中常用的耐蝕合金，包括625、718、725、825、G-3和C-276。試樣結(jié)果表明，925合金的耐硫化物應(yīng)力腐蝕（氫脆）性能優(yōu)于冷加工態(tài)625合金 和G-3合金，與718、725、825和C-276合金相當(dāng)。應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)指岀，925合金的耐應(yīng)力腐蝕性能不及C-276和625合金，與G-3、825、718等合金相當(dāng)（表 12-133）。925合金在游離硫環(huán)境中的耐蝕性見(jiàn)表12-134。

  在一些酸性介質(zhì)中，925合金的耐蝕性見(jiàn)表12-135。顯然在70T的1% HCl 和沸騰85%硫酸中，合金的耐蝕性不佳。

  在25℃, 3.5% NaCl溶液中，對(duì)每個(gè)含有40個(gè)縫隙的試樣經(jīng)1000小時(shí)試驗(yàn)， 未出現(xiàn)縫隙腐蝕，腐蝕速度＜0.03mm/a。

四、冷熱加工、熱處理和焊接性能

   1. 冷熱加工

   925合金易于熱加工，其熱加工溫度范圍為870~1175℃，在1095℃以下的 溫度，925合金的熱加工特點(diǎn)類似于825合金。為了獲得最大耐蝕性和直接時(shí)效后的最高強(qiáng)度水平，其終加工溫度以控制在870 ~980℃為宜。

   冷成型行為與825合金類似，僅加工硬化速度稍許增加。

   2. 熱處理

   對(duì)于時(shí)效硬化處理材料的固溶退火應(yīng)在980~1040℃進(jìn)行，保溫時(shí)間30分鐘至4小時(shí)不等，取決于產(chǎn)品的截面尺寸。對(duì)于截面尺寸≤25mm的產(chǎn)品應(yīng)以相當(dāng)或快于空冷的速度冷卻；對(duì)于截面尺寸大于25mm的產(chǎn)品，需要水淬。

   時(shí)效硬化處理制度：(732 ~749)℃ (6~9)小時(shí)爐冷至621℃,在621℃ ±8℃ 保溫總的時(shí)間為18小時(shí)，然后以空冷或快于空冷的冷卻速度冷卻。

   3. 焊接

    Incoloy 925合金可釆用GTAW、GMAW進(jìn)行焊接，不推薦使用埋弧焊。焊接材料宜 使用725NDUR。采用725NDUR焊接材料，焊縫的室溫沖擊性能見(jiàn)表12-136。焊前退火，焊后退火+時(shí)效處理的韌性最好。焊件的拉伸性能亦表明，焊前退火和焊后退火+時(shí)效處理，焊件具有最好的塑性和稍低的強(qiáng)度，一些數(shù)據(jù)如圖 12-73和 圖 12-74所示。

   4. 物理性能

   Incoloy 925合金物理性能件表 12-137~ 表 12-139。

五、 應(yīng)用

  925合金主要應(yīng)用于既要求具有高強(qiáng)度又要求具有良好耐蝕性的服役條件。 因其良好的耐硫化物應(yīng)力腐蝕(SSCC)和在酸性油氣井環(huán)境中的良好耐應(yīng)力腐蝕性能，它是酸性油氣開(kāi)采的重要耐蝕結(jié)構(gòu)材料。如井下和地面的氣井部件包括管件: 閥門、懸掛件、地面管接頭、工具聯(lián)接器和封隔裝置等。此合金也適用于緊固件，艦船和泵用軸類以及高強(qiáng)度管線系統(tǒng)。