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00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti（Inconel 725 ）

（00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti）Inconel 725 合金是一種既具有高耐蝕性又可時效硬化到極高強(qiáng)度的Ni-Cr-Mo-Nb-Ti- Al耐蝕合金。此合金的耐蝕性基本上與已廣泛使用的Inconel 625合金一致，時效硬化處理的725合金的強(qiáng)度水平是625合金的2倍，并且其塑韌性仍保持較高的水平。對于在腐蝕環(huán)境中應(yīng)用，既要求具有優(yōu)異耐蝕性又要求具有高強(qiáng)和高的塑韌性的服役條件，一些大型部件或截面尺寸不均勻的部件不能釆用冷加工的強(qiáng)化措施，這種時效硬化型鐐基耐蝕合金不失是一種最佳選擇。Inconel 725合金已在酸性氣田開發(fā)中得到成功應(yīng)用。

一、化學(xué)成分特點(diǎn)和組織結(jié)構(gòu)

（00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti）Inconel 725 合金的化學(xué)成分見表 8-7。合金的 Cr、Ni、Mo、Nb 含量與625合金基本一致，這是此合金的耐蝕特性與625合金一致的根本原因，兩者的差別在于725合金中的碳降到0.03%以下，并加入Ti和Al,前者減少了碳化物析出敏感性而提高耐晶間腐蝕能力，后者賦予了合金的時效強(qiáng)化功能。

 （00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti）Inconel 725 合金在固溶退火狀態(tài)下為純奧氏體合金，在時效狀態(tài)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(qiáng)化相， 其功能是提高合金的強(qiáng)度。

二、力學(xué)性能

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

三、耐蝕性能

  1. 全面腐蝕

   在酸溶液中，不同熱處理狀態(tài)的725合金的耐蝕性列于表8-108，為了比較 引入了文獻(xiàn)中的625和C-276合金，顯然725合金的耐蝕性可與退火態(tài)的625合金和 C-276合金媲美。

    表 8-109 為725合金在酸性介質(zhì)中的耐蝕性隨試驗(yàn)時間和介質(zhì)溫度的變化而 發(fā)生的變化。

   2. 應(yīng)力腐蝕

   在判定由硫化物引起的應(yīng)力腐蝕（氫脆）的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)中（NACET M0177 ）,725 合金的腐蝕數(shù)據(jù)見表8-110。這些數(shù)據(jù)指岀725合金優(yōu)于625合金和718合金。

   在模擬酸性井環(huán)境中，725合金的應(yīng)力腐蝕行為見表8-111 和圖8-93。725 合金的耐SCC性能優(yōu)于冷加工的625合金、G-3合金、925合金、825合金和718 合金，近于C-276合金。

 3. 耐縫隙腐蝕性能和腐蝕疲勞

    時效狀態(tài)的725合金的耐縫隙腐蝕性能優(yōu)于退火態(tài)的625合金（表8-112）, 在海水中的疲勞性能與空氣中的一致（圖8-94）。

四、熱處理、熱成型和焊接性能

    1. 熱處理

 （00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti）Inconel 725 合金的強(qiáng)化是依賴于時效處理 γ''相沉淀實(shí)現(xiàn)的，時效前應(yīng)使合金固溶退火，然后再施以時效處理。

   固溶退火：1040℃ 固溶，AC（空冷）。

   時效處理：對于酸性氣井應(yīng)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合金的適宜熱成型溫度為 899~1121℃，因其強(qiáng)度高，熱成型設(shè)備應(yīng)具有足夠的變形力。為使部件具有均勻一致的變形，在變形的低溫區(qū)（890 ~950℃）應(yīng)適度減少壓縮量。為了避免混晶結(jié)構(gòu)，應(yīng)給予合金較均勻的壓縮量，對于開口模熱作，最終的壓縮量應(yīng)大于20%,對于閉口模熱作，最終變形量應(yīng)大于10% ,熱作后空冷。在熱作過程中既要避免 過熱又要避免低于899℃的冷點(diǎn)出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)表面裂紋或其他缺陷要即時去除。建議將熱作工具和模具預(yù)熱到260℃，對消除部件表面裂紋和缺陷是有益的。

   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(yīng)采用725NDUR，以確保焊件的強(qiáng)度。表8-113 為采用725NDUR焊絲堆焊1層在 5% NaCI +517kPa H₂S +2758kPa CO₂, 149℃ 環(huán)境下的慢速拉伸試驗(yàn)數(shù)據(jù)。表中的數(shù)據(jù)為在腐蝕環(huán)境和空氣中采用相同慢速拉伸參數(shù)所獲得的數(shù)據(jù) 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(xué)性能，表8-115 其沖擊性能。

   表8-114 和 表8-115的數(shù)據(jù)說明，焊后高溫退火再經(jīng)雙時效處理可使其沖擊韌性明顯提高。

五、物理性能

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

六、應(yīng)用

  （00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti）Inconel 725 合金集耐腐蝕性與高強(qiáng)度于一身，它主要應(yīng)用于耐蝕環(huán)境的高強(qiáng)度部件，在酸性氣井的環(huán)境中它已用作懸掛件、偏心工作筒，拋光座圈和地面接頭等，用以抵抗硫化氫、氯化物和二氧化碳的腐蝕。因725合金具有與625合金相當(dāng)?shù)哪臀g性，它亦是在海水中高強(qiáng)度緊固件的優(yōu)選材料，在海水中提供了良好的耐點(diǎn)蝕、耐縫隙腐蝕性能。此外，此合金特別適宜用做聚合物的擠壓模，在要求高強(qiáng)度的強(qiáng)腐蝕環(huán)境服役條件下，它亦提供了高強(qiáng)度和耐蝕性的雙重性能。