Inconel合金概述
Inconel是一种固溶强化镍基高温合金,具有广泛的抗氧化性和耐腐蚀性能。合金的强度来源于镍铬合金中所含的钼、铌等微量元素的固溶强化作用。合金中的铬和钼元素使其具有抗氯化物点蚀的能力,高镍含量增强了合金抗氯化物应力腐蚀开裂的能力,因此该合金具有优良的耐腐蚀性能。
固溶处理中冷却方式对Inconel组织与性能的影响
试验材料为厚度为2.0mm的Inconel冷轧板。合金成分如图所示。实验采用了五种不同的热处理工艺:(1)℃,保温12min+炉冷;(2)℃,保温12min+水冷;(3)℃,保温12min+空冷;(4)真空℃,保温12min+空冷;(5)特殊工艺(真空保温、水冷)。
通过改变固溶处理的方式,采用硬度计、拉伸试验机、电化学工作站、光学Inconel显微镜、扫描电子显微镜等设备对Inconel合金进行研究
结果与分析
热处理对合金硬度的影响
下图为不同热处理工艺时Inconel合金的硬度。℃热处理后的合金硬度低于原始态合金的硬度(.67HV)。随着冷却速率的加快(水冷>空冷>炉冷),合金硬度逐渐增加。当在真空热处理条件下,合金获得了最大硬度为.96HV,与原始态合金相比,经过真空热处理后试样的显微硬度提升了约2.5%。经过特殊工艺处理后,合金的硬度与原始态硬度接近。
热处理工艺对合金拉伸性能的影响
下图显示了合金在不同热处理工艺下的力学性能。从图中结果可以看出,真空℃保温12min+风冷处理后合金的抗拉强度和屈服强度最大,分别达到MPa和MPa,而伸长率为33.0%;非真空条件下的热处理过程,随着冷却速度减慢,合金的抗拉强度和屈服强度逐渐下降,特别是在炉冷条件下,抗拉强度和屈服强度分别下降到MPa和MPa,屈服强度与真空条件相比约低10.4%,但延伸率较高,达到35.5%。经过特殊加工,合金的抗拉强度、屈服强度和延伸率分别达到MPa、MPa和37.5%。综合来看,真空处理工艺可以提高材料的强度,特殊工艺可以同时提高材料的强度和韧性。
热处理对合金腐蚀性能的影响
℃热处理时,冷却速度对合金的组织性能有很大的影响。经过水冷,晶界处保留了热处理过程中析出的碳化铌,提高了合金的耐腐蚀性能;经过空冷或炉冷,合金内重新析出碳化铬,导致合金耐腐蚀性能下降。
不同热处理对合金微观组织的影响
经过不同热处理后合金的金相组织形貌。发现原始态合金中奥氏体晶粒内存在孪晶组织。经过不同冷却方式处理后发现合金组织均为奥氏体组织,较原始态合金相比奥氏体晶粒内的孪晶全部消失并析出第二相。水冷后合金析出相较细小;空冷后合金的晶界析出相增多;炉冷后合金析出相尺寸增大。经过真空热处理后合金内奥氏体晶粒细小,分布均匀。特殊处理后合金内奥氏体晶粒分布均匀,无孪晶组织,晶粒细小,晶界析出明显。
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