热处理对镍基合金g3耐蚀性能的影响

《热处理对镍基合金g3耐蚀性能的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、热处理对镍基合金G3耐蚀性能的影响热处理对镍基合金G3耐蚀性能的影响,摘要：镍基耐蚀合金是以镍为基体,能在一些介质中耐腐蚀的合金,称为镍基耐蚀合金。此外,含镍大于30%,且含镍加铁大于50%的耐蚀合金,习惯上称为铁－镍基耐蚀合金(见不锈耐酸钢)，文章重点就热处理对镍基合金G3耐蚀性能的影响进行阐述和分析。关键词：热处理；镍基合金G3；耐蚀性能镍基耐蚀合金多具有奥氏体组织，在固溶和时效处理状态下，合金的奥氏体基体和晶界上还有金属间相和金属的碳氮化物存在。镍基耐蚀合金在加热过程中易与炉气中的硫结合，形成低熔点的硫化镍，在加工过程中发生龟裂,因此,加热要用电炉，保护气体加热炉或用低硫燃料的加热炉。这

2、类合金通常都有比较好的冷加工性能。每次固溶或退火处理后,允许的冷加工变形量一般在20～80%之间。耐蚀合金的热处理工艺都用固溶热处理以求最大限度地固溶合金中的各种沉淀相，从而获得良好的耐蚀性和力学性能。但是，由于晶粒度对合金耐晶间腐蚀和应力腐蚀很有影响，有些合金为了细化晶粒，又常采用比较低的固溶处理温度。此外，对沉淀硬化耐蚀合金既要求耐蚀性又要求有高硬度，因而多采用在固溶后再进行一次或二次时效处理的工艺。1镍基耐蚀合金分类及特性耐蚀合金按成分分类及其特性如下，Ni-Cu合金：在还原性介质中耐蚀性优于镍,而在氧化性介质中耐蚀性又优于铜，它在无氧和氧化剂的条件下，是耐高温氟气、氟化氢和氢氟酸的最好

3、的材料（见金属腐蚀）。Ni-Cr合金：主要在氧化性介质条件下使用。抗高温氧化和含硫、钒等气体的腐蚀，其耐蚀性随铬含量的增加而增强。这类合金也具有较好的耐氢氧化物（如NaOH、KOH）腐蚀和耐应力腐蚀的能力。Ni-Mo合金；主要在还原性介质腐蚀的条件下使用。它是耐盐酸腐蚀的最好的一种合金，但在有氧和氧化剂存在时，耐蚀性会显著下降。Ni-Cr-Mo(o合金的性能。主要在氧化－还原混合介质条件下使用。2热处理对G3耐蚀性能试验设计G3钢属于一种新型的镍基耐蚀合金，在进行油套管加工制造过程中，对其进行热处理以提高强度，满足井下使用环境对其强韧性及耐蚀性的要求。但是材料在炼制及热处理过程中，当合金成分控

4、制不合理或热处理过程中温度以及冷却速度控制不当时，在奥氏体晶内或者晶界处会有大量碳化物等第二相析出，可不同程度地影响合金的耐蚀能力和材料的综合性制。为了掌握镍基合金在固溶时效处理时析出相的类型、状态以及对材料抗腐蚀性的影响，本实验对不同热处理后组织的变化以及析出相对材料性能的影响进行研究，从而为G3钢的冶炼以及热处理工艺的制定提供依据。实验用材料是国产商用的镍基耐蚀合金G3，固溶和时效处理均在箱式电阻炉中进行，根据金属手册和Ni-Cr-Mo系合金相图及大量摸索试验，确定固溶温度分别为1120，1150和1180℃。然后在不同温度、相同处理时间下进行时效处理，观察晶粒度及析出相随温度的变化情况。

5、力学性能用UH-F500KNI万能试验机测试。微观组织用JEM-2100分析型透射电镜(TEM)观察分析，电子枪加速电压220kV。腐蚀产物膜微观形貌用JSM-58000型扫描电子显微镜(SEM)观察。高温高压静态腐蚀试验用34.4MPa高温高压釜进行，试样挂片采用线切割加工，试样装载在试样架的圆盘上。试验前先通入高纯氮气lOh以上除氧，然后装上试样并将高压釜密封，继续通入高纯氮除氧，再通入H2S和C02至所需分压。升温至所需温度，试验结束后将试样表面用蒸馏水冲洗除去腐蚀介质。3热处理对镍基合金G3耐蚀性能的影响3.1时效处理对合金微观组织的影响对经1150℃固溶处理的试样进行时效处理，空冷，

6、观察时效处理温度对析出相的影响规律。处理温度分别为700和800℃，保温50h。700℃时效处理后微观组织金相表明，晶界处析大大量的碳化物，析出相已经连接成网状结构。晶内有大量粒状的纳米级的析出相，以及一些长条状或片状的析出相，这些相主要起到强化作用。透射电镜衍射花样标定结果表明，G3合金中晶界处析出相主要是M23C6相，品内析出的弥散细小的颗粒丰要是TiN或TiC以及σ相。时效处理温度升高至800℃且经过相同时间处理，发现耐蚀合金的品界上的析出物也基本呈网状分布且晶内析出大量的片状、长条状的析出相，数量随温度升高向增多，尺寸l-2μm。晶内也有非常细小的颗粒状析出物。晶界析

7、出相主要是M23C6相。说明时效温度的升高加快了合金元素成分的扩散，导致析出物成形快且迅速增大。3.2析出相对材料耐蚀性能的影响镍基耐蚀合金G3中加入了10多种合金元素，主要起固溶强化作用，但同时也会促进碳化物形成。这些碳化物则是时效过程中主要的析出相。对该G3钢试样进行高温高压腐蚀试验(200℃，PH2S=2MPa，PCO2=3MPa，P总=25MPa)，且在溶液CL-高含量(250g／L)环境