IN625铸造合金inconel625拉伸性能

1　前言

煤粉燃烧电厂主导着电力行业，为了满足对清洁和负担得起的能源的需求，必须提高PCC发电厂的运行效率。其中最有效的方法之一是增加蒸汽参数。由于工作环境的特殊要求，选用高强度，耐腐蚀的IN625作为候选材料。关于锻造合金IN625有许多相关报道，而对铸造合金IN625的研究很少。在700-760℃的服役温度下容易析出δ相，因此拉伸性能与δ相之间的关系需要研究。许多研究人员已经证实，δ相在力学性能中起着重要的作用，δ相的析出导致锻造合金IN625的强度增加塑性降低。此外，由于γ’’相与δ相共存，拉伸性能与δ相分数之间的关系仍未直接确定。

2　研究思路

铸造合金IN625中δ相的析出受Nb含量的强烈影响，合金在1200℃经过固溶处理1h、水冷，然后在750℃下时效至17000h。用扫描电子显微镜对金相样品进行观察，用透射电子显微镜对δ相进行鉴定，然后进行拉伸试验，结果表明，随着δ相面积分数的增加，屈服强度和极限抗拉强度均呈线性增长，而当δ相面积分数在10%以上时，伸长率受δ沉淀的影响相对有限。

3　图文导读

表一  合金成分

图一  750℃经过1000h、5000h、17000h时效后Nb系列合金δ相SEM图

在750℃时效长达17000h后，δ相的数量随着Nb含量的增加而保持增加。同时，随着时效时间的延长，所有合金的δ相量都有所增加。值得注意的是，在750℃时效长达17000h后，很少观察到γ’’相析出。

图二  750°C时效后δ相面积分数随时效时间和Nb含量变化

结果表明，随着Nb含量的增加，750℃时效后δ相的面积分数在每个给定时间都有明显的增加。此外，各合金中δ相析出的面积分数也随时效时间的增加而增加，并在较长的时间内最终达到稳定。

图三 750℃时效后的拉伸性能

从图可看出在750℃下长达5000h时效，YS和UTS随着Nb含量的增加而增加，塑性随着Nb含量的增加而降低。但合金4.5Nb在750℃处时效3000和5000h后的拉伸性能几乎相同。

图四  YS、UTS、EL与δ相面积分数的关系

合金3.15Nb、3.8Nb和4.5Nb的6a、b、YS和UTS均与δ相面积分数呈线性关系。当所有合金的全部结果一起考虑时，线性关系仍然得到证实，图d可以看出位错滑移已被δ相钉住，这导致了当位错运动被阻止时，δ相周围的应力集中。从C图发现伸长率下降有两个因素，首先，老化1000h后δ相的沉淀导致所有合金的伸长率急剧下降。其次，虽然延长时效后随着δ相的连续沉淀，伸长率保持下降，但1000~5000h老化后的伸长率大部分在10%~25%之间。因此，可以直接得出结论，当δ相的面积分数在10%以上时，δ相的析出增强了合金的强度，增加的δ相分数对伸长率的影响有限。

4　总结

（1） 屈服强度和极限抗拉强度均随δ相面积分数呈线性增长。

（2） 当δ相的面积分数在10%以上时，δ相作为铸造合金IN625中的强化相，δ相的析出增强了合金的强度，增加的δ相分数对伸长率影响有限。