Incoloy825铁镍合金的热变形行为及本构方程研究

随着国家天然气开采规模逐渐增加,常用的不锈钢管材已经无法满足高酸性油气田对采气、集气管道的耐蚀性要求,油气管制造业开始把视角转向高耐蚀性的Incoloy825铁镍合金。而Incoloy825合金热稳定性不足、热加工工艺苛刻。本研究采用Gleeble-3800热模拟试验机对Incoloy825铁镍合金进行了变形温度为1273~1423K、应变速率为0.01~1s和真应变为0.69的热压缩实验;对其微观组织进行了研究;并基于真应力应变数据建立了唯象型和物理基本构模型以预测合金的高温流变行为。结果表明:Incoloy825铁镍合金的流变应力与加工温度呈负相关,与应变速率呈正相关,然而其再结晶体积分数及晶粒尺寸则与温度呈正相关且与应变速率呈负相关。建立了修正的Johnson-Cook和修正的Zerilli-Armstrong本构模型,并将其预测精准度进行评测。对比发现修正的JC模型的计算结果更接近实际值,经计算得其相关系数R为0.9855,相对误差RE为2.43%,平均相对误差绝对值AARE为5.89%。

Incoloy825铁镍合金复合管焊接接头点蚀试验结果探讨

对土库曼300亿增供气项目所用Incoloy825复合管焊接接头耐点蚀性能进行了试验,就其试样发生点蚀部位、点蚀试验合格指标与焊接接头耐蚀性之间的关系等展开探讨。提出复合管机头错边及后续试样加工可直接影响到点蚀结果,与厂家、设计单位等沟通,认为只要点蚀不发生在焊接接头部位,就可以认为接头点蚀合格。

Incoloy825高温合金热变形行为及动态再结晶模型

采用Gleeble-3800热模拟试验机,对Incoloy825高温合金在应变为0.92、温度为950~1150℃和应变速率为0.001~1 s^(-1)条件下进行单道次压缩试验。依据真应力-真应变曲线建立了动态再结晶临界方程和动态再结晶动力学模型。结果表明,Incoloy825高温合金热变形对温度和应变速率较为敏感,真应力-真应变曲线整体满足硬化-软化-稳态的流变过程,动态再结晶是Incoloy 825高温合金材料的主要软化机制。在热变形过程中,动态再结晶临界应变随变形温度的升高和应变速率的降低呈减小趋势。对动态再结晶动力学模型进行分析发现,动态再结晶百分含量随变形温度的升高和应变速率的降低而增大,表明高变形温度和低应变速率对动态再结晶具有促进作用。

Incoloy Alloy825铁镍基合金的焊接工艺研究

IncoloyAlloy825铁镍基合金是一种典型的耐热合金,常用于温度高、压力高而且介质还有热腐蚀作用等,工作条件十分苛刻的设备制造,因此对材料使用性能要求很高。而其焊接性又远不如碳钢、低合金钢和不锈钢材料。其焊接过程中的主要问题是焊缝结晶裂纹、过热区晶粒粗大现象及接头“等强性”问题。通过焊接工艺方案的选定和工艺评定试验,探索出最佳工艺参数和相适应的焊工操作手法,并进一步在实际中得到应用,成功地焊出了合格的产品。

酸性高氯介质中氟离子对Incoloy825合金腐蚀行为的影响

采用动电位极化、电化学阻抗谱(EIS)和80℃水溶液动态浸泡试验研究了Incoloy825合金在不同F^(-)浓度的酸性高氯介质中的腐蚀行为。结果表明:Incoloy825合金在酸性高氯介质中的腐蚀行为受F^(-)浓度的影响,随着F^(-)浓度由0.1 g/L增至0.3 g/L,Incoloy825在酸性高氯介质中的腐蚀倾向减小、腐蚀速率降低。在含F^(-)的酸性高氯介质中,Incoloy825合金表面的钝化膜稳定且致密,仍保持较好的耐腐蚀性能。Incoloy825合金在80℃的含F^(-)酸性高氯介质中浸泡840 h后,其表面少数区域发生了点蚀,部分蚀坑的直径超过20μm,点蚀深度超过10μm。随着F^(-)浓度在0.1~0.3 g/L范围内升高,Incoloy825表面的蚀坑直径有所增大,平均点蚀深度有所增加。

铁镍基INCOLOY 825合金焊接工艺研究

本文介绍了LNG项目中应用的镍基INCOLOY 825合金,分别从化学成分,物理性能和力学性能进行分析,以此开发焊接工艺。通过评定试验,研究GTAW(钨极氩弧焊)+SMAW(焊条电弧焊)探索出了最佳焊接工艺参数,并提出了焊接过程中的质量控制措施。

铁镍基合金Incoloy825的焊接

铁镍基合金Incoloy825在焊接时容易出现热裂纹和气孔等缺陷;当在容器制造中受到不正确的加热(中温敏化)后,使用在某些介质中可能产生晶间腐蚀。缺陷的产生与原材料和焊接工艺有直接关系。在原材料方面应控制母材的化学成分和选择合适的焊材;在焊接工艺方面,焊前应保证母材和焊材干净,焊接过程中高温熔池和焊缝应得到有效保护,控制焊接参数,减小线能量,减少焊接接头在中温的停留时间。

Incoloy825合金TIG和PAW焊接接头耐晶间腐蚀性能的对比

采用ASTM A262-E标准方法对Incoloy825合金钨极氩弧焊(TIG)接头和等离子弧焊(PAW)接头进行晶间腐蚀试验,通过腐蚀速率、背弯曲性能以及腐蚀形貌对两种焊接接头的耐晶间腐蚀性能进行了对比。结果表明:PAW焊接接头的平均腐蚀速率为0.156 6g·m-2·h-1,TIG焊接接头的为0.229 3g·m-2·h-1;两种焊接接头经过背弯曲后,拉伸面上均未发现裂纹;TIG焊接接头紧邻熔合线的热影响区中晶粒较粗大,晶界上有细小的碳化物析出;PAW焊接接头紧邻熔合线附近区域的热影响区中晶粒长大不明显;PAW焊接接头的晶粒尺寸比TIG接头的粗大。

Incoloy 825镍基合金的低周疲劳行为

为了研究Incoloy 825镍基合金的循环应力响应行为和低周疲劳行为,在室温和760℃下进行外加总应变幅控制下的疲劳实验,确定了合金在不同温度下的应变疲劳参数.利用透射电子显微镜和扫描电子显微镜分析了合金疲劳变形后的位错亚结构与断口形貌.结果表明,室温下合金呈现先循环硬化后循环软化的特征,而在760℃下合金则呈现先循环硬化后循环软化或循环稳定的特征.在不同温度下合金的塑性应变幅、弹性应变幅与断裂时的载荷反向周次之间均呈现单斜率线性关系,并分别服从Coffin-Manson和Basquin公式.在室温和760℃下合金的低周疲劳变形机制主要为平面滑移,且疲劳裂纹均以穿晶方式萌生和扩展.

Incoloy825合金电渣重熔低氟渣系设计的热力学研究

为控制Incoloy825合金中的Al、Ti含量,并减少电渣过程中氟化物的挥发.借助FactSage热力学软件,建立渣−金反应的热力学模型.设计出适宜控制Al、Ti含量的低氟渣系,探究了渣中组元与Al2O3和TiO2活度比的关系,并通过高温渣–金平衡实验进行验证.结果表明:当渣中CaO和Al2O3含量增加,导致lg(a2Al2O3/a3TiO2)值升高,即合金中Ti含量降低,Al含量升高;与此相反,渣中TiO2含量升高,使lg(a2Al2O3/a3TiO2)值降低,即Ti含量增加,Al含量减少;渣中CaF2和MgO含量的增加对lg(a2Al2O3/a3TiO2)的影响较小.合金中Al、Ti含量相差较大时,合金中Ti元素易氧化;Al、Ti含量相差较小时,Al元素易氧化.渣中CaO的质量分数为30%~33%、Al2O3的质量分数为30%~33%、TiO2的质量分数为6%~12%、CaF2的质量分数为20%~30%、MgO的质量分数为1%~5%时,能够有效控制合金中Al、Ti元素含量.

焊接工艺对Incoloy 825镍基合金接头力学性能及耐腐蚀性能的影响

采用不同的焊接工艺对Incoloy 825镍基合金进行焊接,并对比分析了不同焊接工艺下焊接接头的力学性能及耐腐蚀性能。结果表明:纯钨极氩弧焊工艺焊接接头的强度、韧性最佳,药芯焊丝气体保护焊工艺接头的最差,埋弧焊及焊条电弧焊工艺接头的居于其间;通过进行点蚀、晶间腐蚀、H_(2)S应力腐蚀、CO_(2)应力腐蚀及高温高压CO_(2)腐蚀试验,表明纯钨极氩弧焊工艺焊接接头的耐腐蚀性能最优,为后续工程项目焊接工艺开发提供了良好的借鉴。

Incoloy 825合金+X65复合管焊接性和焊接工艺

对Incoloy 825合金+X65复合管的焊接性,分别从合金化学成分、力学性能和物理性能进行了分析,并对Incoloy 825合金+X65复合管进行了焊接工艺试验。焊后力学性能检验、模拟腐蚀环境失重试验表明,Incoloy 825合金+X65复合管焊接接头具有良好的性能,可应用于腐蚀性油气田开发中。

Incoloy 825镍基合金药芯焊丝气保焊工艺试验

介绍了药芯焊丝气保焊(FCAW-G)的工艺特点,依托液化天然气(LNG)项目进行Incoloy 825镍基合金-196℃超低温条件下的焊接工艺开发。焊接工艺评定试验(WPQT)结果表明:焊接接头的抗拉强度高于母材605 MPa下限,满足标准要求;根弯/面弯试样弯曲180°,结果符合标准要求,焊接接头塑性良好;焊缝及热影响区-196℃超低温冲击试验结果,其侧向膨胀值满足标准≥0.38mm要求,焊接接头具有良好的超低温韧性。

Incoloy 825合金在拉/压应变保时下循环变形行为

为了研究Incoloy 825合金的循环变形行为,在650℃拉伸或压缩应变保时条件下进行了循环变形实验,并得出相应的应变疲劳参数.利用透射电子显微镜和扫描电子显微镜观察了合金循环变形后的位错亚结构和断口形貌.结果表明:在循环变形条件下合金拉伸应变保时发生循环硬化、先循环硬化后循环软化或循环稳定行为;合金在压缩应变保时发生循环硬化或先循环硬化后循环稳定行为.合金的变形机制均为平面滑移,合金中的裂纹萌生与扩展模式均为穿晶型.

Incoloy825镍基耐蚀合金的焊接

本文介绍了Incoloy825镍基耐蚀合金的焊接技术及其可行性。

不同温度固溶后Incoloy825合金的显微组织与性能

采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、布氏硬度计、拉伸试验机等设备对不同温度固溶后Incoloy825合金的显微组织、力学性能及耐腐蚀性能等进行了研究。结果表明:当固溶温度在980~1 050℃之间时,合金的晶粒尺寸变化不明显,当固溶温度高于1 050℃时,晶粒尺寸以较快的速率增大;随着固溶温度的升高,合金的硬度和抗拉强度逐渐降低,伸长率不断增大;晶界析出相主要是由富含铬、钼的M_(23)C_6碳化物和含铬、镍、铁、钼的金属间化合物组成,晶界析出相的数量随着固溶温度的升高呈现先增多后减少的趋势,固溶温度为1 015℃时晶界析出相最多,此时合金的耐晶间腐蚀性能最差。

Incoloy 825合金管材热挤压力研究

采用Gleeble 1500热变形模拟试验机.研究温度、应变速率和变形抗力之间的关系.利用主应力法建立Incoloy 825合金挤压力的计算公式并计算挤压力值;利用Defonn有限元软件模拟合金在挤压变形中各处的应力和应变速率,研究整个挤压过程中挤压力的变化情况。研究结果表明:对比软件模拟、理论计算以及实际生产数值,最大挤压力均出现在挤压突破阶段,理论计算的结果与实际生产的挤压力差别较小.

Incoloy825合金280mm×325mm电渣重熔坯抽锭工业试验

试验了Incoloy825合金电极(/%:0.01C,0.21Si,0.41Mn,0.007S,0.019P,22.33Cr,39.08Ni,3.04Mo,2.14Cu,1.17Ti,0.17A1)由3t中频炉+3t AOD冶炼,并经抽锭电渣重熔成280mm×325 mm坯(/%:0.01C,0.21~0.23Si,0.40Mn,0.005S,0.023~0.024P,22.48~22.50Cr,39.10~39.13Ni,3.05~3.07Mo,2.14~2.15Cu,1.00~1.10Ti,0.15~0.18Al)。试验表明,Incoloy825合金方坯抽锭电渣重熔过程中,由于Ti烧损,渣中TiO_2含量不断增加,熔渣的粘度也不断上升,导致钢渣不易分离。通过改进抽锭电渣重熔渣系配比,采用(/%)57CaF_2,15CaO,5MgO,15Al_2O_3,5SiO_2,3TiO_2渣系以及控制电极熔化速度680kg/h,重熔过程加0.43kg/t铝粒以控制Ti烧损,使Incoloy825合金铸坯表面质量明显改善。

H1Cr24Ni13过渡层焊丝对Incoloy825复合钢板焊接性能的影响

在Incoloy82 5 / 16MnR复合板焊接过程中 ,选用HlCr2 4Ni13作为过渡层焊丝 ,研究了焊接接头的弯曲性能、拉伸强度、主要化学元素在焊缝中的扩散程度及其微观组织。结果表明 ,过渡层焊缝焊接性能优良 。

825合金在高温高压H_2S/CO_2环境中的应力腐蚀研究

825合金在高温高压H2S/CO2腐蚀介质中,经过了720 h的应力腐蚀。试验结果表明:其腐蚀层增厚仅几十微米,试样未产生开裂现象,其耐SSCC性能优异。825合金可自钝化,钝化膜由Cr2O3和Ni O组成,钝化膜的破坏是由于Cl-等复杂介质的联合作用。腐蚀层主要由氧化物和硫化物组成,由于试验温度较低(170℃),反应较为缓慢,腐蚀层很薄,对其力学性能影响很小。