镍基合金925 / N08925综合百科

什么是 Incoloy 925？

Incoloy 08925（也称为“合金 925”），指定为 UNS N925，是一种添加钼、铜、钛和铝的可沉淀硬化铁镍铬合金。 这种合金在许多水环境（包括硫化物和氯化物）中具有优异的抗一般腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀开裂能力。 Incoloy 925 用于需要高强度和耐腐蚀性相结合的各种应用，例如酸性气井、采油设备、地表和井下。 管道零件（法兰、阀门、紧固件、管件、轴等）。

ASTM B983 UNS N08925 无缝管，16 英寸，重量 = 45 毫米，Incoloy 925。

Incoloy 925 （N08925） 镍基合金的特性

优异的机械强度和良好的耐腐蚀性。

化学成分要求

Incoloy 925，% 的化学成分

镍

42.0-46.0

铬

19.5-22.5

铁

≥22.0

钼

2.5-3.5

铜

1.5-3.0

钛

1.9-2.4

铝

0.1-0.5

锰

≤1.00

硅

≤0.50

铌

≤0.50

碳

≤0.03

硫

≤0.30

Incoloy 925 的机械性能

抗拉强度，最小

屈服强度，最小

伸长率，最小值

硬度，最小

海洋保护区

KSI

海洋保护区

KSI

%

热轧卷

1210

176

815

118

24

36.5

Incoloy 925 的物理特性

密度

熔融范围

比热

电阻 率

克/厘米3

°F

°C

J/kg.k

英热单位/lb°F

μΩ·m

8.08

2392-2490

1311-1366

435

0.104

1166

产品形式和标准

产品形态

标准

棒、棒和线

ASTM B805

板材、片材、条

ASTM B872

无缝管

ASTM B983

锻造

ASTM B637

镍基合金incoloy 925 （合金 925/UNS N08925）的应用领域

硫磺酸洗厂中使用的加热管、容器、篮子和链条。

海水冷却换热器、水产品管道系统、酸性气体环境管道。

磷酸生产中的热交换器、蒸发器、清洗、浸入管等。

炼油中的空气热交换器。

食品工程、化学过程。

用于高压氧气应用的阻燃合金。

热交换管

管件

法兰

电子管

镍基高温合金的牌号规格和可用性：Incoloy 925 （Alloy 925/UNS N08925）

品种分类

纱线管行业可以制造各种规格的 Incoloy 925 无缝管、Incoloy 925 钢板、Incoloy 925 圆棒、Incoloy 925 锻件、Incoloy 925 法兰、 Incoloy 925 管件、Incoloy 925 焊管、Incoloy 925 钢带、Incoloy 925 焊丝及配套焊接材料。

交货状态

无缝管：固溶体+酸性白，长度可配置;

板：固溶、酸洗、修整。

焊接管：固溶体酸性白 + RT% 探伤;

锻造：退火+汽车抛光; 棒材经过锻造和轧制、表面抛光或汽车抛光。

带材在冷轧、固溶软态和脱氧后交付。

我们提供固溶体盘、直带和固溶直带，这些带材是在轻质状态下将线材精细粉碎制成的。

Incoloy 925 合金在船用柴油机中的应用

带海水冷却泵轴的大功率船用柴油机。 首先选材为1Cr17Ni2钢，回火处理后的钢抗拉强度≥860MPa，但在使用过程中，轴反复发生断裂失效。 经过对材料进行分析和比较，选择 Incoloy 925 高温镍基合金来生产带有海水冷却泵轴的柴油发动机。 结果表明，经过固溶+925次时效处理后，Incoloy 965合金的抗拉强度≧1000MPa，经过925小时的载荷试验，Incoloy XNUMX合金海水冷却泵轴的性能指标满足设计要求，未发生断裂失效。
该机为主机大功率船用柴油机，并配有海水冷却泵、带泵壳的冷却泵、叶轮、轴承、齿轮、泵轴、锁紧螺母等，可用于改进泵轴材料的选择 用于耐马氏体耐酸不锈钢1Cr17Ni2，回火抗拉强度≥860MPa。 但是，当海水泵轴多次破损或故障时，它是从使用的海水泵轴产生的物质。 海水泵轴的故障物理目测发现如下： 断裂部位的夹紧装置 （φ54 mm） 和泵轴的直径 （Φ45 mm） 过渡（图 1）。 海水泵轴断裂矩阵附近形态的 SEM 观察结构（图 2）显示了使用 中的 海水泵轴由于 Na 的作用而无法再承受海水中的交变载荷的主要原因。 钾Cl++–，如应力集中部位和叶轮 （CuNi14Al） 是海水泵轴在 Na 作用下承受海水交变载荷使用过程中海水泵轴失效的主要原因。 钾Cl++–

在应力集中点和叶轮 （CuNi14Al） 处产生电极电位差，应力腐蚀导致水泵轴部件失效。

图 1 水部件示意图 泵轴 （MM）

图 2 故障海水泵
轴断裂附近母材的形态应力腐蚀失效是构件在一定条件下受到拉应力的脆性破坏。 这是金属断裂引起的应力和化学介质的协同作用，而不是应力和腐蚀损伤的简单重复。 一般认为应力腐蚀开裂 （SCC） 需要 XNUMX 个基本条件：易损材料、特定环境和拉伸应力。 相应地，应力腐蚀被发现具有以下主要特征：

（1）应力腐蚀的发生必须涉及拉应力或拉应力构件。 引起应力腐蚀失效所需的应力非常小，通常低于材料的屈服强度。

（2） 只有一些金属和介质的组合会引起应力腐蚀失效。

（3）应力腐蚀破坏是一种磁滞损伤过程。 破坏率约为 10-8 - 10-6 它在 m/s 的数量级上，远大于无应力时的腐蚀速率，但远小于故障速率引起的纯机械因素。 应力腐蚀断裂宏观属于脆性断裂，影响应力腐蚀的因素主要是冶金过程、力学参数和环境因素。

1、海水泵轴材料的选择

拉应力的存在是应力腐蚀失效的根本原因。 拉应力的来源，包括施加的载荷、残余应力和腐蚀产物中嵌入的应力，可以代数迭代 XNUMX 种应力，净应力是应力腐蚀断裂过程的驱动力。 项目中有许多受应力影响的任务，但实际上，应力腐蚀失效 （SCC） 引起的残余应力占主导地位。
环境因素不能人为改变，但可以改进材料和工艺以适应环境。 通过用车削代替磨削来减少工件表面和表面过渡角的残余应力，可以降低拉伸应力。 同时，需要选择具有耐腐蚀、抗氧化、耐氢泡腐蚀、抗裂纹腐蚀、晶间腐蚀、耐应力腐蚀等的钢材。
马氏体酸不锈钢用 1Cr17Ni2 钢的主要化学成分见表 1。 淬火和回火≧图纸提供 965 MPa 的抗拉强度。 但是，泵轴的材料耐海水腐蚀能力较差，曾发生过几次破裂事故。 为了解决水泵轴断裂的问题，我们经过咨询和分析，选择了一种新材料 Incoloy 925 合金（表 1）。 这种合金主要用于含 H。2S、石油、天然气、硫酸、磷酸、海洋工业等，以及高温环境（260°C/500h）。 但是，请在国内外的钢材手册中查看适用的钢材编号。 热处理过程中没有固溶+时效处理或参数信息，只显示材料的化学成分。
表 1 海水泵轴材料化学成分（质量分数，%）

年级

印科洛伊 925

1CR17NI2

镍

42.0 – 46.0

1.50 – 2.50

铬

19.5 – 22.5

16.00 – 18.00

莫

2.5 – 3.5

–

公司

1.5 – 3.0

–

钛

1.9 – 2.4

–

铝

0.1 – 0.5

–

锰

≤1.0

≤0.80

四

≤0.5

≤0.80

铌

≤0.5

-0.11-0.17

C

≤0.03

–

S

≤0.03

≤0.030

铁

≥22

津贴

2. 固化处理 + XNUMX 次时效处理温度调节

经过大量的热处理测试，确定最终的热处理。 Incoloy 925 合金材料的热处理工艺参数。

2.1固溶处理

工件和试件（准-60mm×400mm）在中型温室炉中预热，参数：850°C×（1.5-2.0）小时，高温温室炉加热保温结束后，参数1040°C×1.0小时，保温结束后，将工件垂直放置在光亮淬火油箱中，淬火至70°C或更低，从油箱中取出，油管理，清洗。

2.2 处方

一流的时效处理：将工件放入740°C×（6.0~9.0）h的隔热中温箱式电炉中。 保温完成后，取出工件，迅速垂直放入水箱中，淬火至 100°C 或更低，风冷至室温，从水箱中取出。 二次老化处理：放入回火炉或中温箱式电炉中，在620°C×（18.0~18.5）h保温。 保温后放入水箱中，淬火至 100°C 或更低，然后从水箱中取出并风冷至室温。

3. 机械性能和测试插拔测试

试样按GB/T 2975-1998《试验取样地点钢铁及钢制品的力学性能和试样的制备》、GB/T 228-2002《室温拉伸试验方法》进行理化试验。 对于金属材料力学性能试验，GB/T 229-2007《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》和Incoloy 925合金力学性能的要求和测量结果见表2。
如表 2 所示，Incoloy 925 新材料的拉伸强度≧ 965 MPa，屈服强度≧ 758 MPa，伸长率≧ 18%，冲击功能力 AKU2 ≥48.5J，硬度260-380HBW，机械性能符合技术要求。 Incoloy 925 是由海水泵轴制造的，由船舶经过 1000 小时的测试，各项性能指标均满足设计要求。 随着时间的推移，海水泵轴断裂的问题并没有再次出现。 这是由于通过固溶 + 时效处理在 Incoloy 925 高温镍基合金中添加微量的 Ti 和 Al 元素，形成γ相等离子体镍。3 （Al、Ti） 沉淀硬化增加了合金的硬度和强度，并提供了抗氧化和耐腐蚀功能，使其特别适用于海洋环境中的应用。
表 2 Incoloy 925 合金的机械性能要求和测量结果

性能

屈服强度/MPa

拉伸强度/MPa

伸长率 （%）

冲击能量 AKU2/J

硬度 （HBW）

技术要求

≥758

≥965

≥18

≥48.5

260-380

实际测量结果

778

1136

28

80

350

769

1122

28

76

340

注：固溶处理后检测硬度值为 200HBW。 初次时效后，检测到 320 HBW 的硬度值。 二次老化后检测硬度值为 350HBW。

4. 结论

Incoloy 925 高温镍基合金海水泵轴的机械性能满足技术要求。 在船上负载 1000 小时的长期测试后，海水泵轴再次没有导致裂缝破裂。 原来的船用材料 1Cr17Ni2 海水泵轴已被 Incoloy 925 的新海水泵轴所取代。