固溶处理对Incoloy825合金钢管组织和性能的影响

张玉成， 贾浩梅

(合肥实华管件有限责任公司， 安徽 合肥 230601)

Incoloy825合金是美国Huntington材料工作室于1952年针对硫酸行业开发的耐蚀合金[1]。其在还原性和氧化性腐蚀介质中耐蚀性良好，具有优异的抗氯离子应力腐蚀开裂能力，抗点蚀、缝隙腐蚀和多种腐蚀性溶液的能力，广泛应用于石油、化工、冶金、海洋开发等诸多领域[2-3]。Incoloy825合金是一种Ni-Fe-Cr型固溶强化合金，经固溶处理后能获得良好的综合力学性能和耐腐蚀性能，故Incoloy825合金一般以固溶状态交付使用。国内某石油化工加氢装置用Incoloy825合金钢管产品，为降低现场焊接裂纹倾向和提升抗晶间腐蚀能力和力学性能，要求产品固溶态交货，平均晶粒度控制在7级左右，室温拉伸试验满足ASME SB423标准要求，且晶间腐蚀速率<0.3 mm/y。研究表明，镍基合金晶粒在固溶处理过程可能会异常长大，影响材料力学性能[4]。同时，Incoloy825合金在热处理过程中可能会在晶界上析出碳化物，这些碳化物对合金抗晶间腐蚀性能产生不利影响[5-6]，目前，关于Incoloy825合金的研究主要集中在焊接质量控制方面，较少有人系统地研究固溶工艺对Incoloy825合金组织、力学性能和抗晶间腐蚀能力的影响。本文对固溶处理制度对Incoloy825合金管件产品组织和性能的影响规律进行了试验分析，确定了最佳固溶工艺，满足了石油化工加氢装置用Incoloy825合金管件产品的材料晶粒度、力学性能和抗晶间腐蚀性能的要求。

1 试验材料及方法

1.1 试样材料制备

Incoloy825合金对应美际牌号为UNS N08825，试验材料取自ASME SB423-2017中UNS N08825尺寸为φ325 mm×10.31 mm冷拔无缝钢管，选用Spectro test TXC03全元素光谱分析仪测量化学成分，其实测数据见表1。

表1 UNS N08825无缝钢管的化学成分(质量分数，%)

1.2 热处理试验

采用线切割沿钢管纵向加工70 mm×200 mm Incoloy825合金试块，取13块，留取1块作原始对比试样，不做热处理，另外12块用于固溶处理工艺试验，固溶温度分别为950、1000和1050 ℃，固溶时间分别为10、20、30和60 min。固溶处理试验于高温马弗炉中进行，冷却方式为水冷，水温控制在20～40 ℃，固溶冷却转移时间小于15 s。

1.3 性能测试及组织观察

固溶处理后，进行显微组织观察、晶间腐蚀敏感性和力学性能检测。从固溶处理试块上线切割出10 mm×10 mm×10 mm金相试样，经砂纸打磨机械抛光后，采用冷酸浸……