Incoloy825合金是美國(guó)Huntington?材料工作室于1952年為硫酸工業(yè)研制的一種耐腐蝕合金。在還原性和氧化性腐蝕介質(zhì)中具有良好的耐蝕性，對(duì)氯離子應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂、點(diǎn)腐蝕、縫隙腐蝕和各種腐蝕溶液具有優(yōu)良的抵抗能力，廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、海洋開(kāi)發(fā)等眾多領(lǐng)域。Incoloy825合金是一種Ni-Fe-Cr型固溶強(qiáng)化合金，經(jīng)固溶處理后可獲得良好的綜合力學(xué)性能和耐蝕性，因此Incoloy825合金一般以固溶體狀態(tài)交貨。

?固溶處理對(duì)?Incoloy825 合金性能的影響

Incoloy825 合金對(duì)應(yīng)美際牌號(hào)為 UNS N08825，試驗(yàn)材料取自 ASME SB423-2017 中 UNS N08825 尺寸為φ325 mm ×10． 31 mm 冷拔無(wú)縫鋼管

熱處理試驗(yàn)

采用線切割沿鋼管縱向加工?70 mm × 200 mmIncoloy825 合金試塊，取13 塊，留取1 塊作原始對(duì)比試樣，不做熱處理，另外 12 塊用于固溶處理工藝試驗(yàn)，固溶溫度分別為 950、1000 和 1050 ℃，固溶時(shí)間分別為10、20、30 和 60 min。固溶處理試驗(yàn)于高溫馬弗爐中進(jìn)行，冷卻方式為水冷，水溫控制在20 ～40 ℃，固溶冷卻轉(zhuǎn)移時(shí)間小于 15 s。

固溶處理后，進(jìn)行力學(xué)性能檢測(cè)。室溫拉伸試驗(yàn)按照?GB/T 228． 1—2010 《金屬材料 拉伸試驗(yàn) 第 1部分:室溫試驗(yàn)方法》進(jìn)行，將固溶處理試塊加工成縱向弧形比例試樣，試樣寬度為 15 mm，夾持端和平行長(zhǎng)度之間的過(guò)渡弧的最小半徑為 12 mm，比例系數(shù) k 取5． 64。

試驗(yàn)結(jié)果及分析

力學(xué)性能

GB/T 20801—2020規(guī)定 Incoloy825 合金的上限使用溫度為538 ℃，Incoloy825 合金一般用在低溫環(huán)境和中溫環(huán)境工況，較少用于高溫工況，故本試驗(yàn)選擇室溫拉伸，Incoloy825 合金的室溫拉伸性能如圖所示。未固溶處理的原始試樣抗拉強(qiáng)度為 670 MPa，經(jīng) 950、1000 和1050 ℃固溶 60 min 后，抗拉強(qiáng)度分別下降至 627、557和 552 MPa。這是由于未固溶處理的試樣平均晶粒度約為 8． 5 級(jí)，晶粒較細(xì)，晶界數(shù)量較多，拉伸加載變形時(shí)，位錯(cuò)在晶界處受阻，滑移帶終止在晶界附近，同時(shí)由于各晶粒間存在位向差，為了協(xié)調(diào)變形，要求晶粒進(jìn)行多系滑移，而多系滑移會(huì)發(fā)生位錯(cuò)的相互交割，進(jìn)一步提升了材料的抗拉強(qiáng)度。經(jīng)固溶處理后，材料的平均晶粒度下降，晶粒長(zhǎng)大，晶界數(shù)量降低，原來(lái)的細(xì)晶強(qiáng)化效果降低，導(dǎo)致材料抗拉強(qiáng)度下降。另一方面，隨著固溶溫度升高，基體內(nèi)合金元素溶解度增大，原子擴(kuò)散劇烈，析出相溶解，對(duì)位錯(cuò)的釘扎作用減弱，在一定程度上也導(dǎo)致抗拉強(qiáng)度的下降。

Incoloy825 合金的伸長(zhǎng)率與固溶處理工藝有關(guān)，950 ℃固溶時(shí)，隨著固溶時(shí)間的延長(zhǎng)，伸長(zhǎng)率呈先下降后上升的趨勢(shì)。這是因?yàn)楣倘?10 min 后，基體內(nèi)出現(xiàn)粗/細(xì)晶?；旌戏植?，塑性變形不均勻，容易造成應(yīng)力集中，導(dǎo)致伸長(zhǎng)率降低。隨著固溶時(shí)間的延長(zhǎng)，晶粒大小趨于一致，混晶狀態(tài)得以改善，繼續(xù)延長(zhǎng)固溶時(shí)間，析出物溶解更為充分，伸長(zhǎng)率得以提高。1000 ℃ 和1050 ℃固溶時(shí)，隨著固溶時(shí)間的延長(zhǎng)，伸長(zhǎng)率呈上升趨勢(shì)。這是由于高溫固溶時(shí)，基體內(nèi)合金元素溶解度增大，原子擴(kuò)散劇烈，析出相大量溶解，同時(shí)基體組織的混晶程度小，不容易造成應(yīng)力集中，在材料斷裂前能夠承受較大的變形量，故顯示出較高的伸長(zhǎng)率。

?結(jié)果表明，隨著固溶溫度的升高和保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度均有不同程度的下降，伸長(zhǎng)率總體呈上升趨勢(shì)。