Inconel625
镍基合金 Inconel625(UNS N06625/NS336/2.4856)材料简介
简介
Inconel625(UNS N06625/NS336/2.4856)镍铬合金由于其高强度、优异的可加工(包括焊接)性以及出色的抗蚀性能而得到广泛应用。使用温度范围从低温温度到1800°F(982°C)。
Inconel625合金的强度是由钼和铌在镍铬矩阵中的硬化效应产生的,因此该合金不需要沉淀硬化处理。这种元素之间的联合也是造成材料在很多强腐蚀环境超级耐蚀和在高温环境抗氧化和抗渗碳的原因。
Inconel625的性能使其成为在海水中免局部腐蚀(点蚀和缝隙腐蚀)、高腐蚀疲劳强度、高拉伸强度和抗氯离子应力腐蚀开裂的优良选材。它被用于泊船的缆绳、摩托炮艇推进器的叶片、潜艇辅助推动电机、潜艇快速脱离接头、海军用船的排气管道、海底通信用电缆的保护外套、海底传感控制器和蒸汽管线膨胀节等。潜在的应用包括弹簧、密封、水下控制用膨胀节、电缆接头、紧固件、柔性装置和海洋学用仪表部件等。
Inconel625合金的高的拉伸、蠕变和断裂强度,优异的疲劳和热疲劳强度、氧化抗力、优良的焊接和铜焊性能使它在航空领域也很有作为。像飞机的导管系统、引擎排气系统、推力转换系统、引擎安装结构中的抗焊接蜂房结构、燃油和液压系统管道、喷射棒、膨胀节、涡沦包覆环和环境控制系统中的热交换器管。也适合在燃烧部的转换衬里、涡轮密封和压缩机、叶片和火箭发动机的推力室管道中使用。
Inconel625合金在很宽的温度和压力范围内的优异且万能的耐蚀性是它在化工领域广泛认可的主要原因。由于它容易加工,它被作成各种工厂设备部件。它的高强度使它能够制成其它一些材料无法达到的设备,如作成薄壁容器或换热器管来改善传热并减轻重量。一些应用中需要综合用到Inconel625的强度和耐蚀性能,如泡帽、管子、反应器、蒸馏塔、换热器、传送管道和阀门等。
在核领域,Inconel625可被用于核水反应器的反应核和控制棒部件。选择该材料的原因是由于它在500°-600°F (260-316°C)水中的高强度、优异并均匀的腐蚀抗力、应力开裂抗力和出色的点蚀抗力。Inconel625合金由于其在高温,尤其是在1200°-1400°F (649-760°C)温度范围内,高的容许设计强度而被考虑用在先进的反应器的概念里。由于具有优良的耐腐蚀性同时兼备优良的耐热性,因此广泛用在化工成套设备、垃圾焚烧设备等。
Inconel625相近牌号
NS336(中国),UNS N06625(美国),W.Nr.2.4856(德国)
技术文件
Inconel625材料特性
·海水中免局部腐蚀(点蚀和缝隙腐蚀)、高腐蚀疲劳强度、高拉伸强度和抗氯离子应力腐蚀开裂
·航空领域高的拉伸、蠕变和断裂强度,优异的疲劳和热疲劳强度、氧化抗力、优良的焊接和铜焊性能
·化工领域在很宽的温度和压力范围内的优异且万能的耐蚀性
·核领域高强度耐蚀性能
Inconel625主要应用
·泊船的缆绳、摩托炮艇推进器的叶片、潜艇辅助推动电机、潜艇快速脱离接头、海军用船的排气管道、海底通信用电缆的保护外套、海底传感控制器和蒸汽管线膨胀节
·弹簧、密封、水下控制用膨胀节、电缆接头、紧固件、柔性装置和海洋学用仪表部件
·飞机的导管系统、引擎排气系统、推力转换系统、引擎安装结构中的抗焊接蜂房结构、燃油和液压系统管道、喷射棒、膨胀节、涡沦包覆环和环境控制系统中的热交换器管
·燃烧部的转换衬里、涡轮密封和压缩机、叶片和火箭发动机的推力室管道
·化工成套设备、垃圾焚烧设备
·薄壁容器或换热器管来改善传热并减轻重量
·泡帽、管子、反应器、蒸馏塔、换热器、传送管道和阀门
·核水反应器的反应核和控制棒部件
Inconel625生产执行标准
标准 |
棒材 条材 |
锻件 |
板材 带材 |
丝材 线材 |
无缝管 |
焊接管 |
对焊管件 |
锻制 管件 |
法兰 |
标准件 |
||
美国材料与试验 协会 美国机械工程师 协会 |
ASTM/ASME |
|||||||||||
B446 |
B564 |
B443 |
|
B444 B829 |
B704 B751 B705 B775 |
B16.9 B366 |
B16.11 |
B16.5 B16.47 B16.48
|
B18.2.1 - B18.2.4 |
|||
美国航空航天材料技术规范 |
AMS |
|||||||||||
5666 |
5666 |
5599 |
5837 |
|
|
|
|
|
|
表2 Inconel625化学成份
|
C |
Si |
Mn |
P |
S |
Ni |
Cr |
Nb |
Fe |
最小 |
― |
― |
― |
― |
― |
58.00 |
20.00 |
3.15 |
― |
最大 |
0.01 |
0.50 |
0.50 |
0.015 |
0.015 |
― |
23.00 |
4.15 |
5.00 |
|
Mo |
Al |
Ti |
Co |
|
|
|
|
|
最小 |
8.00 |
― |
― |
― |
|
|
|
|
|
最大 |
10.00 |
4.00 |
4.00 |
1.00 |
|
|
|
|
|
表3 Inconel625物理性能
密度(g/cm3) |
8.44 |
|
比热(J/kg・K) |
410 |
|
电阻率(μΩ・cm) |
1.29 |
|
热传导率(W/m・K) |
9.8 |
|
平均热膨胀系数(10-6/℃) |
20–100℃ |
12.8 |
纵向弹性模量(MPa) |
20.4 x 104 |
|
刚性模量(MPa) |
78.8 x 104 |
|
强磁性 |
无 |
|
熔点(℃) |
1290-1350 |
表4 Inconel625机械性能
Inconel625室温机械性能
Inconel625 退火
0.2%屈服强度 |
抗拉强度 |
延伸率 |
硬度 |
≧ 275 |
≧ 690 |
≧ 30 |
- |
示例Inconel625退火
0.2%屈服强度 |
抗拉强度 |
延伸率 |
|
管材 |
375 |
780 |
56 |
板材 |
407 |
826 |
62 |
棒材 |
410 |
798 |
52 |
398 |
820 |
58 |
表5 Inconel625高温机械性能
Inconel625耐腐蚀性
水溶液腐蚀
高合金化的Inconel625合金能够承受很宽范围的强烈腐蚀环境。在中等环境,如:大气、淡水及海水、中性盐类以及碱性介质中,几乎不会发生腐蚀。在更强烈的腐蚀环境中镍和铬的组合对氧化性介质的抗蚀性,同时镍和钼的组合提供了抗非氧化性介质环境的能力。高钼含量同时使该合金具有很好的抗点蚀和缝隙腐蚀能力,而铌的作用上保证合金在焊接过程中稳定而不会被敏化,从而防止随后出现的沿晶开裂。同样,高镍含量保证了不会出现氯离子应力腐蚀开裂。
这些综合特性使得Inconel625在很宽的腐蚀条件下都非常有用。例如该材料被推荐制造化工废品的储存和处理设备,包括盐酸和硝酸——这两种酸直接代表了两种相反方向的腐蚀问题;通常能耐这二者之一的材料会被另外一种严重腐蚀。
Inconel625高温氧化
Inconel625合金具有很高的抗高温氧化和剥落性能。周期性的重量降低决定了合金在激烈的循环条件下保持其保护性氧化层的能力。1800°F时抗剥落能力会变成一个使用条件的主要指标。
Inconel625微观结构
Inconel625是固溶晶格硬化的面心立方合金。该合金可能含有这种合金固有的碳化物。已经发现的碳化物有MC和 M6C (在镍、铌、钼和碳中大量存在)。此外,M23C6, 一种富铬碳化物,在固溶处理的材料在低温处理后也会出现。材料在围绕1200°F 中心范围保温后,存在硬化效应(见机械性能部分);这是由于镍-富铌相,以gama 为主的缓慢均匀沉淀造成的。该相在合金长时间在中温范围加热时会逐步转变成斜方晶系的Ni3Nb。
Inconel625合金长期在1000° 到1800°F 温度范围保温所做的大量稳定性研究表明不存在脆化和中间金属相,如SIGMA 相。
Inconel625焊接性
Inconel625不适于氧气乙炔焊接,但其它焊接方法可采用,焊接性与SUS304基本相同。对焊接凝固裂纹的敏感性高于SUS304,低于SUS310。
Inconel625可以方便的使用现有的焊接工艺和程序焊接。Inconel625焊丝和Inconel112焊条是镍-铬-钼系列产品,专门设计来尽心625合金本身以及与其它材料的焊接。像625合金一样,从这两种产品上沉积的焊接金属也具有从低温到1800°F温度范围的高抗腐蚀、抗氧化性并具有高强度和韧性。它不需要任何焊后热处理来维持其高强度和延展性。在焊接Inconel625和异种金属时,这两种产品都可以容纳高稀释率并维持其性能。
Inconel625焊丝和Inconel112焊条也被用做过匹配成分来焊接铁-镍-铬-钼耐蚀合金(包括316 和317 不锈钢、6%钼系列超级不锈钢、Incoloy825 和020合金以及InconelG3合金)。625合金较高的合金含量造成在焊接部位易产生了元素偏析从而导致选择性腐蚀。
Inconel625焊丝是设计用在钨极气保焊和各种金属气保焊工艺。操作特性和其它镍-铬-焊丝向类似。Inconel112焊条用于屏蔽金属弧焊接具有优异的操作性,产生的焊渣硬,但在破裂是成大片状,使焊接金属非常干净。
Inconel625全焊接金属性能
Inconel625焊缝是使用钨极气保焊和疲敝金属弧焊接工艺制成的。抛光的全焊接金属试样室温疲劳强度(106次循环、旋转棒实验,转速10,000rpm)为68,000psi ( 625焊丝) and 58,000 psi (112焊条)。
Inconel625全焊接金属性能
Inconel625使用钨极气保焊工艺,用1/8”的Inconel625焊丝焊接1/2”的退火板。横向弯曲到两倍厚度(2T)的半径时无裂隙或开裂。
Inconel焊丝和Inconel112焊条都被用来焊接大量的异种金属。表为625合金与镍-铁-铬-钼合金(Hastelloy X合金)、沉淀硬化镍-铬-合金(Inconel718)、铸造铬-镍-铁-钨合金(MO-RE1)和340及410系列不锈钢焊接焊缝的实验结果。所有接头通过了着色和射线探伤检查以及导引弯曲实验。Barker, Cox 和 Margolin报道了625合金冷轧板与其它异种金属焊接的结果。
Inconel625加热
热或冷成型的部件通常在1700°-1900°F进行退火,退火时间根据厚度决定,用较高的温度可以软化材料以利于进一步冷加工。Inconel625在2000°-2200°F进行了固溶处理。该温度是基于炉子操作条件的金属温度,不适用于通常设置一个短时间更高温度区域的连续退火。加热后的冷却速度对Inconel625没有明显影响。冷拔材料在1100° to 1400°F加热可以减少残余应力。在材料加热到1600°F时应力就全部释放了。
Inconel625热成型
由于Inconel625是专门开发来保持较高温度性能的材料,它抗热加工温度范围的塑性变形。但只要使用足够大能力的设备,它也可以方便的进行热成型。
在对Inconel625进行热成型时,应该在2150°F(但不要超过)的炉中加热。工件温度应该最大努力接近2150°F。大的锻造变形应该在2150°F 到1850°F之间进行。小量变形可以在低于1700°F的情况下进行。为防止出现双晶粒结构,工件应该进行均匀变形。对开模工件最终最小变形量推荐值为15-20%。
Inconel625冷成型
Inconel625可以使用标准的方法进行冷成型。对中温应用环境可以通过冷作来提高拉伸性能。通过进行75-90%的冷变形实现了直径为0.010-0.020英寸的线材的拉伸强度为300,000psi同时具有良好的延展性。
Inconel625酸洗
在加热Inconel625合金时,除非是在非常干的氢或真空环境中光亮退火,它与其它镍-铬和镍-铬-铁合金一样会形成一层非常致密的氧化或剥落。为去除加热造成的氧化层,通常推荐在酸洗之前进行盐浴处理。
Inconel625可供产品形式与标准规范
Inconel625合金被指定为UNS N06625, Werkstoff Number 2.485 和ISO NW6625并被列入NACE MR-01-75中。Inconel625可提供的范围非常广,包括管线,管,冷轧板,带,热轧板,圆棒,板条,锻件,六方,线材,管件,法兰和标准件。常用的形式和尺寸均有库存。
杆、棒、线材和锻件- ASTM B446/ASME SB446 (圆棒和板条), ASTM B564/ASME SB564 (锻件), SAE/AMS5666 (板条,锻件和锻环), SAE/AMS5837 (线材), ISO9723 (圆棒和板条), ISO9724 (线材), ISO9725 (锻件),VdTÜV 499 (圆棒和板条), BS 3076NA21 (圆棒与板条), EN10095 (圆棒、杆及零件), DIN17752 (圆棒和板条), ASME Code Case 1935 (圆棒、板条和锻件), DIN 17754 (锻件), DIN 17753 (线材).
热轧板、冷轧板和带材- ASTM B443/ASTM SB443 (热轧板、冷轧板和带材), SAE/AMS5599 & 5869 & MAM 5599 (热轧板、冷轧板和带材), ISO 6208 (热轧板、冷轧板和带材), VdTÜV 499 (热轧板、冷轧板和带材), BS 3072NA21 (热轧、冷轧板), EN 10095(热轧、冷轧板和带材), DIN 17750 (热轧冷轧板和带材), ASME Code Case 1935.
输送管和管材- ASTM B444/B829 和 ASME SB444/SB829 (无缝管), ASTM B704/B751 & ASME SB704/SB751 (焊接管), ASTM B705/B775 & ASME SB705/SB775 (焊接输送管), ISO 6207 (管),SAE/AMS 5581(无缝和焊接管), VdTÜV 499 (管), BS 3074NA21 (无缝管), DIN 17751 (管), ASME Code Case 1935.
其它- ASTM B366/ASME SB366 (管件), ISO 4955A (耐热钢和合金), DIN 17744(所有产品形式的化学成分)
Inconel625供货规格
板材及薄板(定尺长度供货规格请参考带材)
供货状态:热轧或冷轧,固溶处理态,经酸洗处理
厚度 mm |
冷轧/热轧 |
宽度 mm |
长度 mm |
1.30-<1.50 |
冷轧 |
2000 |
6000 |
1.50-<6.00 |
冷轧 |
2400 |
8000 |
6.00-<10.00 |
冷轧 |
2400 |
8000 |
6.00-<10.00 |
热轧 |
2400 |
8000 |
10.00-<20.00 |
热轧 |
2400 |
5000** |
>=25.00* |
热轧 |
|
|
* 可以根据特殊要求提供其他规格 ** 取决于板材重量 |
圆板和圆环
供货状态:热轧或锻材,固溶处理态,经酸洗或机加工
产品 |
重量 Kg |
厚度 mm |
外直径* mm |
内直径* mm |
圆板 |
≤4000 |
≤200 |
≤2000 |
|
圆环 |
≤3000 |
≤200 |
≤2500 |
视要求而定 |
* 可以根据特殊要求提供其他规格 |
线材或丝材
供货状态:光亮拉丝,光亮退火态。
规格:φ0.01~14mm,盘卷、桶装、绕轴或幅盘打卷包装。
棒材
供货状态:锻材、轧材、冷拔料,固溶处理态,经酸洗、机加工剥皮或打磨。
产品 |
锻材* mm |
轧材* mm |
冷拔* mm |
圆棒材(直径) |
≤300 |
15-75 |
12-65 |
棒材(正方截面,a) |
40-300 |
15-100 |
12-65 |
棒材(矩形截面a×b) |
(40-80)×(200-600) |
(5-20)×(120-600) |
(10-20)×(30-80) |
棒材(六角形截面,s) |
40-80 |
13-50 |
12-60 |
* 可以根据特殊要求提供其他规格 |
锻件
除了圆板、圆环、圆杆、棒材、方钢、大小头、套筒以外,还可按要求提供不规则形状的锻件。
产品 |
外直径* mm |
厚度* mm |
圆型材 |
≤1800 |
≤800 |
矩型材 |
≤1800 |
≤1000 |
* 可以根据特殊要求提供其他规格 |
带材
供货状态:冷轧,固溶处理态,经酸洗或光亮退火。
厚度 mm |
宽度 mm |
带材卷直径 mm |
|||
0.04-<0.10 |
4-200 |
300 |
400 |
|
|
>0.10-≤0.20 |
4-250 |
300 |
400 |
500 |
|
>0.20-≤0.25 |
4-250 |
|
400 |
500 |
600 |
>0.25-≤0.60 |
4-250 |
|
400 |
500 |
600 |
>0.60-≤1.0 |
4-250 |
|
400 |
500 |
600 |
>1.0-≤2.0 |
4-250 |
|
400 |
500 |
600 |
>2.0-≤3.0 |
4-250 |
|
400 |
500 |
600 |
* 定尺长度供货规格为500~3000mm(20~120in) |
焊接填充材料
可提供所有标准规格的棒状、丝状、带状电极以及药芯焊条
无缝管
供货状态:冷拉,固溶处理态,经酸洗或光亮退火。
产品 |
外直径* mm |
壁厚* mm |
长度* mm |
荒管 |
30-350 |
5-30 |
≤6000 |
无缝管 |
6-406 |
0.6-40 |
≤9000 |
* 可以根据特殊要求提供其他规格 |
焊管
供货状态:板材焊接,固溶处理态,经酸洗或光亮退火。
外直径* mm |
壁厚* mm |
长度* mm |
≥20 |
≥2 |
≤9000 |
* 可以根据特殊要求提供其他规格 |
标准件
供货状态:紧固件成品交货,棒材锻制,冷墩温墩或热锻,固溶处理态,经酸洗或机加工。
产品 |
螺纹规格 |
公称长度 |
螺栓 |
M1.6-M64 |
视要求而定 |
螺钉 |
M1.6-M64 |
视要求而定 |
螺杆 |
M1.6-M64 |
视要求而定 |
螺母 |
M1.6-M64 |
视要求而定 |
螺柱 |
M1.6-M64 |
视要求而定 |
垫圈 |
M1.6-M64 |
视要求而定 |
键 |
M1.6-M64 |
视要求而定 |
销 |
M1.6-M64 |
视要求而定 |
* 可以根据特殊要求提供其他规格 |
法兰
供货状态:锻造成品法兰交货,固溶处理态,机加工。
化工行业 (HG) |
整体法兰(IF) |
螺纹法兰(TH) |
板式平焊法兰(PL) |
带颈对焊法兰(WN) |
带颈平焊法兰(SO) |
承插焊法兰(SW) |
对焊环松套法(PJ/SE) |
平焊环松套法(PJ/RJ) |
衬里法兰盖(BL(S)) |
法兰盖 (BL) |
|
|
|
石化行业(SH) |
螺纹法兰(PT) |
对焊法兰(WN) |
平焊法兰(SO) |
承插焊法兰(SW) |
松套法兰(LJ) |
法兰盖 |
机械行业(JB) |
整体法兰 |
对焊法兰 |
板式平焊法兰 |
对焊环板式松套法兰 |
平焊环板式松套法兰 |
翻边环板式松套法兰 |
法兰盖
|
|
|
|
|
|
|
国家标准(GB) |
整体法兰 |
螺纹法兰 |
对焊法兰 |
带颈平焊法兰 |
带颈承插焊法兰 |
对焊环带颈松套法兰 |
板式平焊法兰 |
对焊环板式松套法兰 |
平焊环板式松套法兰 |
翻边环板式松套法兰 |
法兰盖 |
|
|
美国标准(ASME) |
螺纹法兰 |
平焊法兰 |
承插焊法兰 |
松套法兰 |
带颈对焊法兰 |
法兰盖 |
* 可以根据特殊要求提供其他规格 |
管件
供货状态:类型1工厂制造的锻轧制对焊管配件,类型2承插焊和螺纹锻造管件及其他,固溶处理态,经酸洗或机加工。
产品 |
外直径* mm |
壁厚* mm |
弯头30o-1800 |
1/8”-48” |
2-60 |
异径弯头 |
1/8”-48” |
2-60 |
等径三通、四通 |
1/8”-48” |
2-60 |
异径三通、四通 |
1/8”-48” |
2-60 |
翻边 |
1/8”-48” |
2-60 |
管盖 |
1/8”-48” |
2-60 |
同心异径管 |
1/8”-48” |
2-60 |
偏心异径管 |
1/8”-48” |
2-60 |
管箍 |
1/8”-4” |
|
半管接头 |
1/8”-4” |
|
* 可以根据特殊要求提供其他规格 |
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