Incoloy800合金介绍

Incoloy800合金是一种Ｆｅ－Ｎｉ－Ｃｒ基固溶强化型变形高温合金，具有优良的抗高温腐蚀性能，在室温和高温时都具有很好的力学性能。目前，此类合金主要应用在航空航天、化学工业、核发生器、换热设备等领域中。这些设备通常在恶劣的环境下长时间工作，因此要求必须具备优异的性能

耐腐蚀问题是镍基合金被广泛关注的重要问题之一。热处理可提高合金性能，Incoloy800Ｈ合金经固溶处理后耐蚀性显著提高；腐蚀优先从块状Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）相开始，随着腐蚀时间延长，逐渐由局部腐蚀转为均匀腐蚀。换热管的工作环境接触腐蚀气体而容易发生腐蚀，且冷却方式是热处理过程中最简单的改变条件之一。

试验材料为厚２．０ｍｍ的冷轧态Incoloy800合金板。热处理工艺流程见图。加热至１１００°C，保温３０ｍｉｎ后采用炉冷、空冷、水冷、液氮深冷４种冷却方式对合金进行研究。

冷却方式对合金硬度的影响

经过不同热处理冷却方式处理后合金的硬度实验结果可以看出，原始态合金的硬度（ＨＶ）为１５５．８，随着冷却速率加快，合金硬度逐渐增大（深冷＞水冷＞空冷＞炉冷）。当在深冷条件下，合金硬度（ＨＶ）最高为１８０．３，与原始态合金相比，经深冷处理后，其显微硬度提高了约１５．７％。

冷却方式对合金力学性能的影响

Incoloy800合金固溶后不同冷却方式的力学性能可以看出，经炉冷处理后的合金抗拉强度最高，可达到５７６ＭＰａ，此时伸长率为４３％。炉冷到深冷，合金强度呈现出先减小后增大的趋势。同时，伸长率先增大后减小，空冷后合金伸长率可达到５０％。经深冷处理后的合金伸长率最低，其伸长率比空冷处理的降低了１９％。综合来看，炉冷可以提高合金的强度，空冷能同时提高合金的强韧性。 

冷却方式对合金腐蚀性能的影响

固溶后不同冷却方式Incoloy800合金在１％的Ｈ２ＳＯ４溶液中浸泡１４４ｈ后的质量损失。可以看出，在浸泡９６ｈ之中，试样均发生质量损失，其中深冷处理后合金的质量损失最小。浸泡９６ｈ后，深冷处理合金继续质量损失，而其余试样的质量反而增加，可能是因为随着浸泡时间延长，腐蚀延伸到合金内部，腐蚀产物无法完全去除，因而增加了试样的质量。

固溶处理后冷却方式对Incoloy800合金力学性能和腐蚀性能的影响。结果表明，合金经１１００°C×３０ｍｉｎ固溶后，炉冷合金晶界处有连续析出相，空冷合金晶粒尺寸增大，晶界处的析出物减少，水冷后晶界处未出现明显的析出相，深冷合金出现孪晶组织。冷却方式对合金性能有较大影响，炉冷后合金抗拉强度可达到５７６ＭＰａ，空冷后的合金伸长率可达到５０％；随冷却速率增大，合金的耐腐蚀性能提高，深冷处理合金抗腐蚀性能最佳。