N06059镍基合金焊接工艺研究

文章介绍了N06059镍基合金化学成分、力学性能、耐腐蚀性、加工性能以及材料的焊接性能。采用GTAW焊接方法,焊材采用ERNiCrMo-13焊丝,对N06059镍基合金进行了焊接工艺评定试验。按照ASME IX标准进行拉伸、弯曲试验,并增加了宏观金相、微观金相试验。为了验证焊接接头的耐腐蚀性,进行了ASTM G28方法 A与方法 B两种不同的晶间腐蚀试验,又进行了工程规范推荐的“绿色死亡”试验,以检验焊接接头抗点蚀的能力。试验结果表明,采用低热输入量的焊接参数焊接,采用微摆动的操作手法,可避免焊接热裂纹及未熔合的缺陷产生,焊接接头可获得良好的力学性能以及耐腐蚀性能。

3.5%NaCl环境中S32205双相不锈钢与N09925镍基合金的钝化膜特征及耐蚀性

采用莫特肖特基(Mott-Schottky)分析方法、电化学阻抗谱(EIS)和X射线光电子能谱(XPS)等,对比研究了S32205双相不锈钢和N09925镍基合金在3.5%NaCl溶液中的钝化膜特征和耐蚀性。结果表明:N09925镍基合金表面钝化膜的缺陷密度低于S32205双相不锈钢,两种材料表面的钝化膜中均存在Fe和Cr元素富集,主要成分为Cr和Fe的氧化物和氢氧化物;S32205双相不锈钢表面钝化膜中含有少量金属Ni,N09925镍基合金表面钝化膜中Ni含量较高,还含有Ni的氧化物和氢氧化物;N09925镍基合金的阻抗值更高,其膜层电阻和电荷传递电阻均高于S32205双相不锈钢,N09925镍基合金表面钝化膜的保护性高于S32205双相不锈钢。

N06022镍基合金TIG+SMAW焊接接头微观组织及力学性能

采用钨极氩弧焊(TIG)+焊条电弧焊(SMAW)对10 mm厚的N06022镍基合金进行焊接,分析研究接头的微观组织、显微硬度、腐蚀性能和拉伸性能。研究表明:采用TIG+SMAW焊接接头表面成形良好,整个焊缝呈银白色,半椭圆状的鱼鳞纹均匀分布;母材与焊缝区组织存在明显的分界线,且无明显的热影响区域,焊缝区域组织为等轴晶和树枝晶组织;整个焊接接头的硬度呈“M”形分布,NZ区域的显微硬度较为稳定,在250 HV附近,HAZ区较BM区域高,而较NZ区域低,从HAZ区域到NZ区域接头的显微硬度变化不大;焊接接头的平均抗拉强度(799 MPa)高于母材(782 MPa),焊接接头较母材提高了2.56%,保证了该类焊接结构的可靠运行,接头的断裂形式为韧性断裂;接头腐蚀性能满足设备技术要求和标准规定。

热处理对N06200镍基合金与S32168不锈钢焊接接头组织与性能的影响

针对厚度6 mm N06200镍基合金和S32168不锈钢手工TIG焊接试板,采用三种热处理工艺对不同状态下焊接接头的微观组织、力学性能、断口形貌及耐腐蚀性能进行分析对比。结果表明:N06200镍基合金与S32168不锈钢TIG焊接接头组织为等轴晶奥氏体和垂直于熔合线方向生长的树枝晶组成;1 050℃热处理后焊接接头的抗拉强度最高为736 MPa,与N06200母材强度接近,较未热处理的焊接接头的抗拉强度(675 MPa)提高了9.05%;未热处理和1050℃热处理后的焊接接头断裂方式都为韧性断裂,1 150℃热处理后的焊接接头断裂方式为韧性+脆性混合型断裂,焊缝区域硬度高于其他区域;界面组织为靠近N06200镍基合金侧的IMCs为NiFe和Ni_(2)Cr,靠近S32168不锈钢侧的IMCs为FeCr和Ni_(3)Fe;NiFe相晶粒的主要织构为<011>丝织构,Ni_(3)Fe相晶粒的取向较明显,为强烈的<111>丝织构组成。

N08825镍基合金等离子焊+机械氩弧焊工艺评定试验研究

本文分析N08825镍基合金的力学性能、焊接性能,总结焊接工作中的影响因素,讨论等离子焊接的焊接坡口设计,最后设计对N08825镍基合金进行等离子焊+机械氩弧焊工艺评定,综合进行对焊接位置的力学性能、宏观金相、硬度试验等,确定使用该焊接技术,可以比较有效地完成对N08825的焊接工作,能够获得较好的焊接效果,并且等离子焊接+机械氩弧焊工艺具有比较强的适用性。

镍基合金基体上离子镀TiN薄膜的制备及性能

在镍基合金Inconel 740H基底上通过多弧离子镀制备Ti N薄膜.控制温度、气体流量、过渡层成分等重要参数,研究其对Ti N薄膜的表面形貌、力学性能以及耐腐蚀性的影响.多弧离子镀沉积过程中,沉积温度分别为200、250、300℃;过渡层成分分别为Al、Cr、Ti;气体流量分别为Ar 5 Sccm∶N240 Sccm,Ar 6 Sccm∶N248 Sccm,Ar 8 Sccm∶N264 Sccm.实验结果表明:在本实验的温度范围内,Ti N薄膜的致密度、结合力以及表面硬度均随着沉积温度的提高而提高;Cr作为过渡层的效果优于Al和Ti,薄膜成分均匀、表面致密,硬度更高,且耐腐蚀性能优异;在Ar、N2流量比一定的情况下,气体流量对Ti N薄膜的表面形貌和力学性能影响不大.本实验的最佳参数是:沉积温度300℃,过渡层成分为Cr,气体流量为Ar 6 Sccm、N248 Sccm.

热处理对N80钢表面镍基合金涂层CO_2腐蚀性能的影响

利用等离子热喷涂技术在N80钢表面制备了镍基合金涂层,并进行高温扩散处理。通过CO2高温高压腐蚀试验评价涂层在模拟油田环境中的耐蚀性能,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)方法分析了涂层的微观形貌和相组成。结果表明,镍基合金涂层由单质Ni相及固溶体Cr1.2Ni2.88、FeNi3、MoO2和CuO组成。经过600℃扩散处理后,涂层内原子结构更为致密。涂层的CO2高温高压腐蚀速率为0.0046mm/a,是原始涂层的1/100,具有优良的抗CO2高温高压腐蚀性能。

N06690镍基合金管道的焊接

N06690合金是一种含铬量较高的镍合金,具有良好的耐腐蚀性能和机械性能,在化工强腐蚀性介质中应用前景广阔。但焊接N06690合金时容易出现热裂纹和气孔,为了获得高质量的焊接接头,文中对N06690合金材料特性和焊接性能进行了分析,确定了焊接方法、焊接材料及焊接工艺参数并进行了评定。焊接接头的检验表明:焊缝具有良好的力学性能和弯曲性能,证明了焊接参数选择的合理性,该参数可以用于实际产品的焊接。

超级13Cr与镍基合金UNS N08028钝化膜耐蚀性研究

通过极化曲线和Mott-Schottky曲线,研究了超级13Cr和镍基合金UNS N08028分别在100℃、130℃和150℃且含CO_2和Cl^-的腐蚀介质中浸泡7天所形成钝化膜的电化学行为和半导体性质。极化曲线表明,超级13Cr在100℃时形成的钝化膜具有良好的耐蚀性,而镍基合金UNS N08028在150℃时形成的钝化膜耐蚀性更好。产生这种现象的原因和表面钝化膜的半导体性能密切相关,二者在100℃时形成的钝化膜均具有双极性n-p型半导体特征,但超级13Cr表面钝化膜的掺杂浓度相对于镍基合金UNS N08028较小;而在150℃介质中,超级13Cr形成的钝化膜转变为p型半导体,镍基合金UNS N08028仍然保持着双极性n-p型半导体特征。故在较低的温度和CO_2分压下,超级13Cr表面钝化膜的耐蚀性较好。而在较高的温度和CO_2分压下,UNS N08028表面钝化膜对基体的保护性反而更好。

固溶处理工艺对冷轧N06625-2镍基合金带材显微组织的影响

N06625-2合金是一种除了含20%左右的铬以外还含有Mo、Ni、Al和Ti等合金元素的固溶强化耐热合金。对以20%、40%和50%的变形率冷轧的N06625-2合金带材进行了不同工艺的固溶处理:分别于1 160℃和1 180℃保温6 min和10 min空冷。随后检测了带材的晶粒度,以揭示固溶处理工艺对带材晶粒大小的影响。结果表明:带材固溶处理后的晶粒尺寸随着冷轧变形率的增大而减小;冷轧变形率相同,1 180℃固溶处理的带材晶粒比1 160℃固溶处理相同时间的带材晶粒粗大,固溶处理10 min的带材晶粒比相同温度固溶处理6 min的带材晶粒粗大。

N08825镍基合金复合管件加工技术及耐蚀性研究

为了避免高H2S/CO2油气田用管道的电化学腐蚀损伤和应力腐蚀开裂问题,以某天然气净化厂原料气管线拟使用的N08825镍基合金复合管为例,研究了其加工技术及耐蚀性能。研究结果显示,N08825镍基合金复合管力学性能及SCC性能均满足中石化普光气田净化厂原料气管线安全隐患治理工程SEI《焊制复合钢管、管件规格书》要求。结果表明,通过控制大直径镍基合金管件加工工艺并在复合管内表面涂刷防护剂,可确保复合管件成型质量及高H2S/CO2环境下的抗应力腐蚀开裂性能。

N06200镍基合金TIG焊接接头微观组织及力学性能研究

根据焊材匹配原则,采用ERNiCrMo-17焊丝对6 mm厚的N06200镍基合金板进行TIG焊接试验。通过金相分析、硬度、拉伸、弯曲等一系列试验,对N06200镍基合金TIG对接接头的力学性能和组织进行了研究。通过金相分析可以看出焊缝金属的金相组织主要由奥氏体组成;拉伸、弯曲试验表明,焊接接头的平均抗拉强度为850.5 MPa,高于母材的抗拉强度(780 MPa),接头的抗拉强度较母材提高了9.31%。接头的断裂形式为韧性+少许脆性断裂的混合断裂,未发现明显的解理断裂特征;在弯曲载荷的作用下,焊接接头整体弯曲性能良好,面弯及背弯试验结果均合格;硬度试验显示热影响区硬度最高,焊缝区域次之,母材硬度最低。

UNS N08825镍基合金无缝管冷拔变形工艺研究

采用有限元模拟UNS N08825镍基小直径无缝钢管在3种不同变形工艺下的变形过程;分析冷拔过程中应力、应变和金属流速等的分布以及冷拔前后壁厚的变化,并预测冷拔载荷;结合模拟结果和实际生产经验,制定最适合的变形工艺路线。

热交换器用镍基合金UNS N06600无缝管生产工艺研究

简述了热交换器用镍基合金UNS N06600无缝管的基本性能、制造技术特点以及开发UNS N06600无缝管生产工艺的过程,最后确定了采用"斜轧热穿孔开坯+全冷轧"生产工艺。通过对成品管进行力学性能检测和微观组织分析可知,采用该工艺生产的镍基合金UNS N06600钢管满足ASME SB 163标准的要求。

N06200镍基合金与S32168不锈钢TIG焊接微观组织与力学性能研究

采用钨极氩弧焊接实现了N06200镍基合金和S32168不锈钢之间的可靠焊接,研究了焊接接头组织和力学性能。结果表明:N06200镍基合金和S32168不锈钢TIG焊接接头组织是由母材区的等轴晶、沿垂直于热影响区方向生长的胞状晶及焊缝中心的树枝晶组成;在焊接电流130~150 A、焊接电压15~17 V、焊接速度80~100 mm/min时接头的强度最优,抗拉强度为675 MPa,相较于N06200母材的780 MPa有所降低,试样断裂方式为发生在S32168不锈钢母材侧的韧性断裂为主、少许脆性断裂为辅的的混合断裂,未发现明显的解理断裂特征;焊缝区域的显微硬度均高于镍基合金和不锈钢侧,焊缝区域的富Nb相可有效地提高接头的显微硬度。

镍基合金ENiCrMo-2焊条的研制

针对工程用UNS N08120合金的焊接大多依赖进口焊条的现状,开展ENiCrMo-2焊条国产化研究。所研制的ENiCrMo-2焊条具有良好的全位置焊接工艺性,各项性能均满足技术要求,具有优良的力学性能及抗热裂纹性能,其室温力学性能与进口焊条相当。

N06625镍基合金焊接试验研究

介绍了N06625的焊接特点、焊接材料的选择、焊接过程的质量控制以及通过其复合板焊接及堆焊焊缝的各种腐蚀试验研究,提出了N06625焊接的要求和建议,可为类似产品焊接提供参考。

N06022镍基合金半管夹套的焊接

本文阐述了N06022镍基合金的焊接特性,分析了不开坡口角焊缝,开内坡口全焊透角焊缝、开外坡口全焊透角焊缝的优缺点以及介绍了半管最小间距的要求。产品半管焊接前,对焊工进行了GTAW焊接方法的MOCK-UP试验,对MOCK-UP焊接试板进行无损检测、宏观试验、微观试验、角焊缝有效厚度检测、角焊缝弯曲试验,各试验项目合格。经MOCK-UP试验考试合格的焊工对产品进行焊接,保证了N06022镍基合金半管的产品质量。

N08120镍基合金厚板生产全流程Z相析出规律研究

针对N08120镍基合金厚板的生产全流程,利用金相显微镜、扫描电镜和Thermo-Calc软件,分析了各工序材料内部析出规律,结果表明,N08120镍基合金厚板中的主要析出类型为Z相,且伴有弥散的MX型析出相,二者沿轧制方向呈条带状分布。除此之外,在生产过程中,钢锭和锻坯中还分别发现有σ相和M_(23)C_(6)的析出,以及MX向Z相的过渡态。分析可知,模铸过程钢锭内部散热慢,有利于NbN向Z相的转变,钢锭表面在模冷过程中长期在中低温停留,发现有σ相析出。而锻坯和钢板变形后均为空冷,主要析出相类型为Z相和MX相。在固溶热处理后,钢板内析出相种类和分布未发生明显变化,表明Z相和MX相析出速率快,热稳定性高。