Inconel625合金和TC11合金的短电弧加工特性分析

利用短电弧加工系统对Inconel625合金和TC11合金在不同电加工参数下加工,研究了电参数的变化和电加工高温对该材料的加工性能、金相组织及硬度变化的影响。结果表明:该加工技术对两种难加工材料均具有较明显的去除率,高电压加工去除率更高,但加工表面较粗糙,而低电压加工会获得较好的表面质量。受电加工热能影响,材料金相组织均发生转变,晶粒细化明显,Inconel625合金形成318.6μm厚的热影响层,其硬度提升16.9%;TC11合金形成175.2μm厚的热影响层,其硬度提升32.8%,两种材料的性能变化均能满足后续的精加工要求。

激光选区熔化Inconel 625合金的高温热腐蚀行为

采用电化学阻抗谱对比研究了激光选区熔化(Selective laser melting,SLM)和轧制Inconel 625合金在600℃覆盖50%KCl+50%Na_(2)SO_(4)(质量分数)盐膜时的电化学腐蚀行为。结果表明:SLM Inconel 625合金的腐蚀电化学阻抗谱呈双容抗特征,腐蚀过程受荷电离子迁移控制;轧制Inconel 625合金由高频段的容抗弧和低频段的直线组成,表明腐蚀受扩散控制;SLM Inconel 625合金的腐蚀产物层为Cr_(2)O_(3)/Ni_(3)S_(2)多层交替结构,而轧制Inconel 625合金表面腐蚀产物由Cr_(2)O_(3)和NiO的混合物组成,存在明显的内硫化现象;SLM Inconel 625合金较多的位错及亚晶粒促进了铬元素向外扩散并与氧发生反应,改变了合金表面的硫分压,进而影响了合金表面腐蚀产物膜的组成及结构。

工艺参数对热丝脉冲TIG堆焊Inconel 625合金成形性能及组织的影响

采用热丝脉冲非熔化极惰性气体保护焊(TIG)在低电流(峰值/基值电流为160 A/95 A)和不同焊接速度(220~300 mm·min^(−1))下于AISI 4130钢表面制备Inconel 625合金堆焊层,研究了焊接电流与焊接速度对堆焊层成形性能及显微组织的影响,并与高电流(峰值/基值电流为190 A/110 A)条件下进行对比。结果表明:随着焊接速度的增加,低电流下堆焊层的宽度和熔深降低,高度以及熔深与高度之比先降后升;低电流下堆焊层的宽度、熔深及熔深与高度之比低于高电流下,高度则高于高电流下。低电流、低焊接速度可获得窄且高,稀释率低的堆焊层。低电流下堆焊层截面近表面和远离熔池底部主要形成胞状晶、胞状树枝晶,熔池底部以平面晶为主;随着焊接速度的降低,平面晶区扩大,近表面晶粒向柱状晶或胞状树枝晶发展,远离熔池底部的晶粒向胞状晶发展。在峰值/基值电流160 A/95 A、焊接速度240 mm·min^(−1)和搭接率30%条件下制备的3层10道堆焊层连续致密,显微硬度在(280±20)HV,堆焊后还需进行退火处理以降低硬度。

MIG电弧增材Inconel 625合金组织特征

采用MIG电弧增材制造技术制备了Inconel 625合金堆焊层,利用高速摄像系统观察研究镍基合金熔滴过渡特征与熔池行为,并对堆焊层不同位置的微观组织、析出相组成及分布规律进行了分析。结果表明,堆焊层微观组织结晶形态以具有一定方向性的柱状枝晶为主,底部为细小胞状晶,随着堆焊层数增加,枝晶主干变得粗大并带有二次枝晶;堆焊层由γ-Ni固溶体、亮白色不规则Laves相及黑色颗粒状MC碳化物组成;不同位置析出相的分布特征也不相同,在堆焊层底部与顶部Laves相呈弥散分布,而中上部Laves相以链条状沿枝晶生长方向分布。显微硬度表明,堆焊层下部区域硬度相对较高,沿堆积方向整体呈降低趋势。

Inconel625合金在200~600℃下力学性能及本构方程研究

研究了Inconel625合金在200~600℃的力学性能变化,利用SEM、万能材料试验机等仪器分析温度对Inconel625合金抗拉强度的影响。结果表明:Inconel625合金在200~600℃抗拉强度随着温度的升高逐渐降低,600℃时抗拉强度保留率为室温的87.7%,断裂机制由韧性断裂逐步演变为脆性断裂。开展了不同温度、不同应变速率下的高温拉伸试验,根据试验结果推导出了Inconel625合金在热变形过程中的本构方程,将实测值与预测值进行了对比,验证本构方程的准确性,其相对误差最大为6.04%,具有很好的吻合度。

Corrosion behavior of HVOF Inconel 625 coating in the simulated marine environment

High velocity oxygen fuel(HVOF)spraying process is commonly used to produce superalloy coatings.Inconel 625 coating was prepared on Q235B low carbon steel by HVOF.A series of experiments were conducted to examine the surface and corrosion resistance properties of Inconel 625 HVOF coating.In this paper,potentiodynamic polarization tests and electrochemical impedance spectroscopy(EIS)tests were carried out to evaluate the corrosion resistance of Inconel 625 coating under simulated marine environment.The experiment-al results showed that Inconel 625 coating revealed low porosity and desired coating thickness.Shift in the corrosion potential(E_(corr))to-wards the noble direction combined with much low corrosion current density(i_(corr))indicating a significant improvement of HVOF Inconel 625 coating compared with the substrate.

轧制拉拔对Inconel 625线材组织结构及性能的影响

为明确自主研发Inconel 625焊丝的优势与不足,并为优化焊丝生产工艺提供科学依据。应用SEM、XRD、室温拉伸试验和显微硬度测试等方法,分析了Inconel 625焊丝在轧制拉拔工艺后的微观组织和力学性能。结果发现,Inconel 625合金为单一的奥氏体相;变形织构使得轧制和冷拔线坯个别衍射峰强度明显升高。不同线坯的横截面金相组织为等轴晶,热轧和冷拔线坯含形变孪晶,拉拔软态线坯存在大量退火孪晶。热轧态Inconel 625线坯经固溶处理显微硬度为219.33 HV0.5;固溶处理温度和时间控制不准确会使线坯局部出现晶粒异常长大;冷拔硬态线坯硬度值受加工硬化影响增大至522.32 HV0.5,延伸率降低至4.37%。退火处理消除了合金内应力和加工硬化,使得拉拔软态线坯的最小平均晶粒尺寸从硬态的2.66μm增长至9.5μm,延伸率达到65.13%,抗拉强度为418.92 MPa。试验结果证明,自主研发的Inconel 625焊丝的各项指标均达到国内外标准要求,说明通过精确控制加工和热处理工艺,可以有效提升焊丝的性能。

稀土Y对激光熔覆Inconel 625合金抗高温氧化和热腐蚀性能影响

目的分析稀土Y添加对激光熔覆Inconel 625组织和性能的影响规律,为严苛服役环境条件下的改性Inconel 625合金设计和制备提供借鉴。方法采用真空气雾化工艺,制备含有0.1%(质量分数)Y的IN625-Y粉末,并使用激光熔覆工艺分别制备了IN625和IN625-Y的熔覆试样。对比研究二者在组织和力学性能上的差异,分析稀土Y添加对激光熔覆IN625试样表面氧化膜组成、抗高温氧化、模拟烟气及熔盐热腐蚀性能变化趋势的影响。结果IN625合金和IN625-Y试样的显微组织主要由灰色富含Ni和Cr的γ-Ni基体相和枝晶组成,而IN625-Y试样晶粒组织更为细小,且有少量Laves相析出。IN625-Y和IN625试样的显微硬度分别为(268.8±3.1)HV0.3和(265.2±3.2)HV0.3,屈服强度、抗拉强度和延伸率分别从(430.1±20.8)、(753.2±19.1)MPa和(37.6±3.4)%,提升到(433.8±21.8)、(774.8±10.4)MPa和(39.2±1.1)%。激光熔覆IN625-Y试样的高温氧化增重和气氛熔盐条件下的热腐蚀增重速率均小于未添加稀土Y的IN625试样。结论基于稀土Y添加对IN625熔覆组织的晶粒细化和洁净化作用,添加稀土Y能整体提升IN625试样的力学性能。激光熔覆IN625-Y试样表面能形成致密且稳定的Cr_(2)O_(3)氧化膜,具有更强的抗高温氧化性能,能更好地抵御SO_(2)气体及NaCl/Na_(2)SO_(4)熔盐的热腐蚀。

12Cr2Mo1锻件带极埋弧堆焊Inconel625工艺研究

为保证12Cr2Mo1锻件带极埋弧堆焊Inconel625质量达到设计文件要求,对锻件基材和Inconel625焊接性能进行了分析,模拟承制产品实际生产状态进行堆焊工艺评定试验,采用周向堆焊和直道堆焊相结合的方法制备评定试件,对堆焊层化学成分、弯曲性能、硬度指标、金相组织、耐腐蚀性能进行了检测。试验结果表明,采用EQ62-50/ES200的焊带/焊剂组合可以获得性能优良的堆焊层。对堆焊层进行腐蚀速率检测,其焊态试样腐蚀速率为1.50 mm/a,固溶态试样腐蚀速率为1.17mm/a,两者之比为1.28,满足JB/T 4756—2006标准规定比值小于或等于1.5的要求。根据评定合格的焊接工艺对热高分气/循环氢换热器管板进行了堆焊,堆焊产品已稳定运行三年,未出现焊接缺陷和腐蚀缺陷。

堆焊Inconel 625合金的电站锅炉水冷壁管泄漏失效分析

针对堆焊Inconel 625合金的电站锅炉水冷壁管泄漏,对样管采取宏观检查、无损检测、成分分析、力学性能试验和微观组织分析,结果表明,水冷壁向火面内壁焊缝及母材的多条环向裂纹是腐蚀性热疲劳损伤,在温差交变应力和高温腐蚀耦合作用下发生。

Inconel 625合金堆焊金属开裂机理研究

针对Inconel 625合金焊接热裂纹问题,文中基于大厚度堆焊裂纹敏感性评价方法对采用GTAW工艺、ERNiCrMo-3焊丝堆焊的金属进行了开裂机理研究.结果表明,堆焊金属的微观组织主要由柱状树枝晶组成,堆焊金属组织中析出相主要有Laves(Ni,Fe,Cr)_(2)(Nb,Ti,Mo)相、MC型碳化物和针状δ(Ni3Nb)相.大厚度堆焊金属组织局部存在位于一次枝晶间、沿柱状晶方向的结晶裂纹.在裂纹附近的组织及断口发现存在大量密集分布的δ相,裂纹的形成主要与结晶终了阶段形成的共晶δ(Ni3Nb)有关.Inconel 625合金堆焊金属存在以共晶Laves、共晶δ分别为终凝析出相的(1)、(2)两种凝固模式.相比较而言,结晶终了阶段发生L→γ+δ共晶反应的模式(2)热裂纹敏感性较大,从而造成Inconel 625合金开裂.

Inconel625高温合金等离子弧加丝焊接接头组织与性能

针对传统方法焊接厚板Inconel625合金时存在的未熔透、性能差的问题,采用等离子焊接技术对8 mm厚Inconel625合金进行焊接,同时采用ERNiCrMo-3焊丝作为填充材料保证成型。通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、万能试验机和显微硬度试验机等设备对焊接接头进行显微组织和性能分析。结果表明,在焊接电流为230 A、焊接速度240 mm/min、送丝速度1400 mm/min、等离子气流量4 L/min下所获得焊接接头成型最好,力学性能最好;焊接接头均呈现出上宽下窄的“Y”字型形貌,母材区为奥氏体等轴晶,焊缝区基本以细小的胞状晶为主,熔合线区域为垂直于熔合线生长的粗大胞状晶,MC型碳化物和Laves相会在焊接过程中析出;接头抗拉强度最高,可以达到811.36 MPa,焊接接头断裂为韧性断裂;所有参数下焊接接头均是焊缝区硬度最高,随着焊接热输入的增大,焊接接头整体硬度值升高,当电流达到240与250 A时,焊接接头硬度差别较小。

Inconel625合金激光熔覆过程中显微组织演变的数值模拟

基于MATLAB模拟平台并结合晶粒的形核与生长理论,采用元胞自动机-有限差分方法构建了Inconel625合金激光熔覆层显微组织演变的数值计算模型,利用该模型对单道激光熔覆过程中合金的显微组织演变进行了模拟,并进行了试验验证,同时研究了激光热输入和异质形核数量对熔覆层晶粒形貌的影响。结果表明:采用建立的模型模拟得到熔覆层内部由柱状晶以及分布在柱状晶之间的亚晶粒组成,靠近熔合线区域由胞状晶组成,与试验结果相吻合;模拟和试验得到柱状晶的平均宽度分别为2.817,2.743μm,相对误差仅为2.69%,验证了计算模型的可靠性;随着激光热输入的减小或异质形核数量的增大,熔覆层组织逐渐细化,晶粒数量增多,柱状晶宽度减小。

CuCrZr/Inconel 625异种材质合金管激光焊接工艺与接头界面组织性能

对CuCrZr与Inconel 625异种材料合金管进行激光对焊试验,观察分析各组试样的接头形貌、微观组织、化学成分以及力学性能分析,试验结果表明,在1100~1300 W的激光功率,+20 mm的离焦量以及14.5 mm/s的焊接速度,20 L/min的99.9%Ar气保护时焊缝成形良好,可实现Inconel 625/CuCrZr管的全位置焊接,焊缝内部缺陷较少,但随着焊接功率的增加焊缝下塌现象明显;Inconel 625/CuCrZr焊缝与母材连接界面元素过渡明显,由于Ni元素,Cu元素互溶,在焊缝内部主要以富Ni的Ni/Cu固溶体存在,在激光焊接过程中CuCrZr母材受激光搅拌作用,有部分铜母材被“卷入”焊缝内,待工件冷却后保留在焊缝内部;Inconel 625/CuCrZr管激光焊接接头抗拉强度较高,晶粒粗大的CuCrZr的热影响区位置是主要断裂位置,断裂形式以韧性断裂为主.

固溶处理对CMT电弧熔丝增材Inconel 625合金组织与性能调控

对冷金属过渡(CMT)的电弧熔丝增材方法制备的Inconel 625合金试样进行不同温度的固溶处理.研究了固溶处理对所制备的Inconel 625合金的微观组织和力学性能的影响规律.结果表明,沉积态主要为沿沉积方向生长的柱状枝晶,基体组织主要为γ奥氏体相,在晶粒内和晶界上呈块状或链状分布着大量第二相Laves相以及微小MC颗粒.固溶温度低于1000℃时,Laves相和碳化物溶解缓慢,此时固溶处理对合金组织性能的影响较小;当固溶处理温度增加至1200℃时,第二相碳化物溶解,晶粒剧烈长大,并出现大量孪晶界,合金的硬度和抗拉强度有一定程度下降,屈服强度显著下降,断后伸长率显著提升.创新点:(1)研究了热处理工艺对CMT电弧熔丝增材Inconel 625合金组织与性能的影响.(2)阐明CMT电弧熔丝制备Inconel 625合金经过不同温度固溶处理的组织演变规律.

熔覆电流对Inconel 625涂层组织与性能的影响

为了提高合金钢表面熔覆镍基合金涂层的质量,研究工艺参数对镍基合金涂层性能的影响,采用等离子熔覆技术制备Inconel 625涂层,利用金相显微镜、XRD观察并测试涂层的显微组织形貌与物相组成,采用电化学方法、显微硬度测试以及摩擦磨损试验研究了熔覆电流对涂层耐蚀性能和耐磨性能的影响规律。结果表明:熔覆电流改变了Inconel 625涂层的组织形貌和γ-Ni相不同晶面的择优倾向,当熔覆电流为80 A时获得组织细小、结构致密、(111)晶面择优生长的镍基合金涂层;与熔覆电流分别为60,70,90 A条件下制备的涂层相比,该涂层的腐蚀倾向最小,腐蚀速率最低,钝化区间最大,耐蚀性能优异;Inconel 625涂层的显微硬度值显著大于基体,当熔覆电流为80 A时涂层的显微硬度值最大,约为基体的1.89倍,耐磨性能最佳。

环境温度对AISI 4130钢TIG堆焊Inconel 625合金温度场及应力场的影响

环境温度对非熔化极气体保护焊(TIG)堆焊过程中堆焊层的温度场与应力场有着重要影响。为了探明AISI 4130钢TIG堆焊Inconel 625合金过程中缺陷的产生原因,采用ABAQUS有限元分析软件,对不同热输入量和不同环境温度条件下TIG堆焊Inconel 625合金的温度场和应力场分布规律进行研究。结果表明,当堆焊工艺参数相同时,在较低的环境温度下(0℃)焊缝残余应力高,分布不均匀,焊接变形大,容易产生焊接缺陷。通过适当降低焊接电流及焊接速度,在保证热输入量的条件下,可降低焊接峰值温度、残余应力及应变,从而减少裂纹、孔洞等焊接缺陷的产生,提高焊接质量。

Inconel 625合金国内外研究现状综述

Inconel 625因其优异的综合性能广泛应用于各种工业领域。随着各行业的发展,对Inconel 625合金的性能要求越来越高,因此进一步改善Inconel 625合金的组织及性能非常必要。本文总结了近7年国内外学者对Inconel 625合金成型制备、组织性能、熔盐腐蚀等方面的研究,其中成型方法从3D打印技术(即增材制造)、表面改性技术等方面综述;性能方面主要总结了化学成分和热处理工艺;熔盐腐蚀方面重点讨论了氟化物盐、硝酸盐、碳酸盐、硫酸盐等。最后,提出了Inconel 625合金未来的发展前景,为以后Inconel 625的研究提供了实际性的指导。

Inconel 625合金在富氧高温熔渣中的腐蚀行为

针对镍顶吹熔炼喷枪使用寿命低的问题,以Inconel 625合金为替代材料,采用挂片试验,研究了该合金在氧气流量为15000~42000 Nm^(3)/h,熔渣温度1400℃下的腐蚀行为及机理.采用金相显微镜、扫描电镜、能谱仪、电子探针及显微硬度计等分析了试样的组织形貌、元素分布及硬度.结果表明:15~20 h时Cr_(2)O_(3)等氧化膜的形成阻碍了氧化腐蚀的进行;合金的严重腐蚀区域发生在表面0~250μm,250~1650μm为热影响区;富Nb贫Cr区优先被腐蚀,随着由Cr_(2)O_(3)、Fe_(2)O_(3)、Cr_(2)S_(3)、Nb_(0.1)Ni_(0.9)、[Mg、Fe]_(2)SiO_(4)等构成的复杂氧化膜体系的不断形成与分解,合金中各主要元素不断腐蚀脱落,且氧化膜中的Mg、S元素来源于熔渣;腐蚀后的合金表面硬度明显降低.

磁力光整加工SLM Inconel625合金的工艺优化

激光选区熔化技术(Selective Laser Melting,SLM)制备的Inconel625合金存在表面质量较差的问题,采用磁力光加工技术(Magnetic Abrasive Finishing,MAF)提高成形侧表面的表面质量。通过主轴改造后的XK7136C数控铣床作为加工平台,采用雾化快凝法制备的CBN/Fe基球形磁性磨料对SLM Inconel625合金进行磁力光整试验研究。基于响应曲面法,经磁力光整后样件的表面粗糙度值(Ra)为响应值,对主轴转速、进给速率和加工间隙进行优化。在主轴转速1200 r/min,进给速度13 mm/min,加工间隙2.2 mm的条件下研磨40 min,试验结果表明:样件的表面粗糙度值由初始的0.700μm下降至0.043μm,磁力光整加工后样件表面不规则凸起和划痕均被去除,表面质量得到极大的改善。