Thuộc tính của Inconel 625
Inconel 625 (Hợp kim 625, UNS N06625, 2.4856) là một hợp kim dựa trên niken với sức mạnh tốt và khả năng chống ăn mòn tuyệt vời ở nhiệt độ cao. Nó chủ yếu là niken (ít nhất 58%) với crom được thêm vào, cũng như một lượng nhỏ hơn molypden, niobi, sắt, tantalum, coban và một lượng vi lượng mangan, silicon, nhôm và titan.
Inconel 625 được phát triển bởi Inco Corporation (nay là một phần của Tập đoàn kim loại đặc biệt) vào những năm 1960, do đó nhãn hiệu Inconel. Mặc dù các nhà sản xuất khác hiện đang sản xuất các phiên bản khác nhau của Inconel, nhãn hiệu Inconel đã trở thành nhãn hiệu chung cho họ hợp kim niken-crom. Sự phát triển ban đầu của nó xuất phát từ sự cần thiết của các hợp kim để hoạt động ở nhiệt độ tăng trong quá trình phát điện (hơi nước siêu tới hạn), vì điều này có thể làm tăng hiệu quả nhiệt động của thiết bị. Các ứng dụng ban đầu bao gồm đường ống hơi nước, nhưng theo thời gian, phạm vi ứng dụng của nó đã mở rộng đáng kể để bao gồm hàng không vũ trụ, khí thải đua xe, ống xả khí công nghiệp, bộ trao đổi nhiệt, dòng nhiên liệu và thậm chí các thành phần tên lửa. Khi kiến thức luyện kim và kỹ thuật sản xuất thép đã được cải thiện, thành phần của hợp kim đã được điều chỉnh một chút. Thông số kỹ thuật hiện tại có khả năng chống creep và khả năng hàn cao hơn phiên bản gốc, giúp việc sử dụng các thành phần của bơm và van trong các trạm năng lượng cao và áp suất cao hơn.
Hợp kim niken rất phù hợp với các ứng dụng nhiệt độ cao vì chúng tạo thành một lớp oxit thụ động ổn định, ngăn chặn quá trình oxy hóa kim loại hơn nữa. Bổ sung crom cải thiện khả năng chống ăn mòn nhưng làm rất ít để cải thiện tính chất cơ học. Đối với hợp kim Inconel 625, bổ sung niobi và mangan cải thiện sức mạnh năng suất. Sức mạnh năng suất tối thiểu là 50 ksi (345 N/mm²) cho đường kính lớn hơn 4 inch (100 mm) và 60 ksi (415 N/mm²) cho đường kính nhỏ hơn. Độ bền kéo tối thiểu là 110 ksi (760 N/mm²) và 120 ksi (830 N/mm²), tương ứng.
Một lượng nhỏ mangan (thường là<0.5% maximum) provide some solid solution strengthening. From a metallurgical perspective, this means that manganese dissolves with the nickel and chromium but slightly stresses the crystal structure. This is caused by a mismatch in the relative sizes of the atoms that make up the crystal structure. This disturbance impedes the movement of dislocations and other defects in the crystal structure, increasing its strength under load.
Niobium cũng hòa tan trong hợp kim niken-crom, nhưng thường được sử dụng trong các hợp kim khác, chẳng hạn như Inconel 718, để cung cấp lượng mưa. Niobi là một vật liệu tăng cường. Sau khi xử lý nhiệt lão hóa, niobium kết hợp với carbon để tạo thành các hạt nhỏ của cacbua niobi, giúp cải thiện đáng kể cường độ năng suất. Tuy nhiên, trong hợp kim Inconel 625, Niobi được sử dụng với số lượng cao hơn, thường là 3-4%. Nó tăng cường hiệu ứng tăng cường giải pháp rắn tổng thể và cải thiện hiệu suất leo trong điều kiện nhiệt độ cao và dịch vụ dài, nhưng việc điều trị lão hóa không hoàn toàn phát huy tác dụng của nó. Một số khách hàng có yêu cầu đặc biệt đối với hợp kim 625 tuổi, nghĩa là xử lý lão hóa bổ sung và thử nghiệm các sản phẩm được ủ giải pháp rắn, nhưng các yêu cầu như vậy là tương đối hiếm.
Mặc dù hợp kim Inconel 625 không mạnh bằng Inconel 718 và các hợp kim tăng cường kết tủa khác, cường độ năng suất của nó tương đương với thép không gỉ song công và thấp hơn một chút so với thép không gỉ siêu song song. Ngoài ra, tính chất của nó ổn định hơn trong phạm vi nhiệt độ rộng hơn. Sức mạnh tác động được duy trì ở nhiệt độ thấp (-196 độ), trong khi các thép không gỉ song lập ferritic và austenitic-ferritic chuyển sang gãy giòn giữa -70 độ và -50. Tương tự như vậy, tính chất cơ học của chúng vẫn khá ổn định lên tới 650 độ, trên đó, cường độ năng suất và độ bền kéo giảm đáng kể. Hàm lượng niken đảm bảo khả năng chống oxy hóa tiếp tục lên tới gần 1000 độ, cho phép sử dụng trong các ứng dụng không cấu trúc hoặc chịu tải.
Kháng leo và mệt mỏi vẫn tốt đến 650 độ, vì các quá trình kết tủa rất chậm xảy ra ở hoặc trên nhiệt độ này, điều này làm giảm một chút tính chất cơ học. Làm việc lạnh có thể được sử dụng để tăng cường mức độ sức mạnh. Chế tạo và hàn cũng rất đơn giản, với điều kiện thiết bị, thiết lập và quy trình hàn chính xác được sử dụng.
Mặc dù chủ yếu được sử dụng trong các ứng dụng trong đó các tính chất cơ học của nó được khai thác trong phạm vi nhiệt độ rộng, nhưng nó cũng được hỗ trợ bởi khả năng chống ăn mòn tuyệt vời của nó trong một loạt các phương tiện truyền thông. Với hơn 20% crom và lên đến 10% molybdenum, hợp kim Inconel 625 có số lượng tương đương điện trở rỗ (PREN) từ 45 trở lên. Điều này đảm bảo khả năng chống rỗ và ăn mòn kẽ hở tuyệt vời. Kết quả là, nó rất phù hợp để sử dụng trong môi trường nước biển, nước lợ hoặc nước thải và để sản xuất các bộ phận tàu và thiết bị ngoài khơi.
Ngành công nghiệp chế biến hóa học cũng là một ứng dụng phổ biến cho hợp kim Inconel 625. Ngoài sự ăn mòn và khả năng chống nhiệt độ cao, dễ hàn và chế tạo của nó làm cho nó lý tưởng cho các thiết bị sản xuất như trao đổi nhiệt, van và đầu nối.
Hợp kim Inconel 625 đáp ứng các tiêu chuẩn NACE MR -1075 (ISO 15156-3) cho các môi trường chứa hydro sunfua hoặc H2S. Kết quả là, nó thường được sử dụng trong các ứng dụng dầu khí nơi các giếng được coi là "chua" và có nguy cơ nứt do sunfua. Cấu trúc vi mô và độ bền vốn có của lớp rất phù hợp cho các công cụ, ống xuống cấp và móc treo.
