Сплав ALLOY 625, 2.4856, UNS N06625 - Никелевый сплав

Inconel 625 — физические и механические свойства

Физические свойства при комнатной температуре:

• Плотность: 8,44 г/см³
• Коэффициент теплопроводности: 9,8 Вт/(м*К)
• Удельная теплоемкость: 410 Дж/(кг*К)
• Электрическое сопротивление: 1,29 мкОм*м
• Магнитная проницаемость: 1,006
• Температура плавления: 1290 °C
• Ликвидус: 1350 °C
• Температура Кюри: <-196 °C

Прочность на растяжение в зависимости от температуры:

• При комнатной температуре: 855 МПа
• 538 °C: 745 МПа
• 649 °C: 710 МПа
• 760 °C: 505 МПа
• 871 °C: 285 МПа

Предел пластичности в зависимости от температуры:

• При комнатной температуре: 490 МПа
• 538 °C: 405 МПа
• 649 °C: 420 МПа
• 760 °C: 420 МПа
• 871 °C: 375 МПа

Удлинение в зависимости от температуры:

• При комнатной температуре: 50 %
• 538 °C: 50 %
• 649 °C: 35 %
• 760 °C: 42 %
• 871 °C: 125 %

Разрывное напряжение при 100 часах испытания сплава Inconel 625:

• 649 °C: 440 МПа
• 815 °C: 130 МПа
• 871 °C: 72 МПа
• 871 °C: 34 МПа

Разрывное напряжение при 1000 часах испытания сплава Inconel 625:

• 649 °C: 370 МПа
• 815 °C: 93 МПа
• 871 °C: 48 МПа
• 980 °C: 20 МПа

Коэффициент теплового расширения в зависимости от температуры:

• 24-540 °C: 14,0 мкм/(м*К)
• 24-870 °C: 15,8 мкм/(м*К)

Коэффициент теплопроводности в зависимости от температуры:

• При комнатной температуре: 9,8 Вт/(м*К)
• 540 °C: 17,5 Вт/(м*К)
• 870 °C: 22,8 Вт/(м*К)

Ударная вязкость по Шарпи пластин из сплава alloy 625 в зависимости от температуры:

• При комнатной температуре: 66 Дж
• -80 °C: 60 Дж
• -196 °C: 47 Дж

Остальные механические свойства при комнатной температуре:

• Модуль удлинительной упругости: 207 GPA
• Твердость: 190 HB

Устойчивость к коррозии

Сплав 625 сохраняет устойчивость к воздействию многих различных коррозионных сред. Он практически полностью устойчив к воздействию атмосферы, пресной воды, морской воды, нейтральных солей и щелочных сред. Высокое содержание никеля означает, что N06625 устойчив к дегидратационной коррозионной трещиноватости под напряжением. Никель и хром обеспечивают устойчивость к окисляющим химическим веществам при высоких температурах, а сочетание никеля и молибдена обеспечивает устойчивость к восстановительным условиям. Молибден также обеспечивает высокую стойкость к точечной и щелевой коррозии. Сплав стабилизирован ниобием, что предотвращает межкристаллическую коррозию.

Соляная кислота HCl — очень хорошая стойкость, даже при высокой температуре. Скорость коррозии:

• Раствор 5%; 66°C: 1,803 мм/год
• Раствор 10%; 66°C: 2,057 мм/год
• Раствор 15%; 66°C: 1,651 мм/год
• Раствор 20%; 66°C: 1,270 мм/год
• Раствор 25%; 66°C: 0,965 мм/год
• Раствор 30%; 66°C: 0,864 мм/год
• Раствор 37,1%; 66°C: 0,381 мм/год

Сплав 625 также является одним из самых устойчивых к высокотемпературной соляной кислоте сплавов на рынке. Согласно испытаниям, потеря металла в зависимости от времени травления и температуры составляет:

• HCl 300 ч; 400 °C: 0,74 мг/см²
• HCl 1000 ч; 400 °C: 1,1 мг/см²
• HCl 100 ч; 500 °C: 2,42 мг/см²
• HCl 300 ч; 500 °C: 3,78 мг/см²
• HCl 1000 ч; 500 °C: 8,64 мг/см²
• HCl 100 ч; 600 °C: 6,79 мг/см²
• HCl 300 ч; 600 °C: 14,6 мг/см²
• HCl 96 ч; 700 °C: 26,5 мг/см²

Серная кислота H₂SO₄ — очень высокая стойкость. Скорость коррозии составляет:

• Раствор 15%; 80°C: 0,188 мм/год
• Раствор 50%; 80°C: 0,432 мм/год
• Раствор 60%; 80°C: 0,711 мм/год
• Раствор 70%; 80°C: 1,626 мм/год
• Раствор 80%; 80°C: 2,286 мм/год

24-часовые испытания на стойкость к фтористому водороду HF без контроля аэрации дали следующие результаты:

• 2% раствор; 70 °C: 0,5 мм/год
• Раствор 5%; 70°C: 0,4 мм/год

Органические кислоты и другие химические вещества:

• Уксусная кислота, 99%, кипящая: <1 мм/год
• Муравьиная кислота, 88%, кипящая: 0,237 мм/год
• Хлорид железа, 10%, кипящий: 0,22 мм/год
• Гидроксид натрия, 50%, кипящий: 0,13 мм/год.

Азотная кислота — в кипящем 65% растворе азотной кислоты Inconel 625 корродирует со скоростью 0,76 мм в год.

Фосфорная кислота H₃PO₄ — очень высокая стойкость. Скорость коррозии зависит от того, была ли проба подвешена или лежала на дне колбы.

• Кипящий раствор 20%: ~0 мм/год
• Кипящий раствор 40%: ~0,3 мм/год
• Кипящий раствор 60%: 0,3-1,3 мм/год
• Кипящий раствор 80%: 2,2-6 мм/год

Морская вода практически не вызывает коррозии. После 3-летних испытаний максимальная глубина коррозионных язв составляет 0,025 мм.

Вмятиновая коррозия в окисляющих хлоридных средах — критическая температура появления вмятин в 6% растворе FeCl₃3 в течение 24 часов составляет 35-40°C.

Устойчивость к динамическому окислению — испытание в потоке высокоскоростных выхлопных газов показало относительно слабую устойчивость сплава 625 к окислению при температуре выше 1050 °C, что можно объяснить содержанием ниобия. Образец был израсходован после 500 часов испытания при температуре 1090 °C. С другой стороны, подвергнутый воздействию потока выхлопных газов при температуре 980 °C, сплав 625 потерял только 0,12-0,19 мм после 1000 часов испытания.

Устойчивость к цементации при высокой температуре - 24-часовое испытание в Ar-5H₂-5CO-5CH₄ при температуре 1090 °C показало низкую абсорбцию углерода на уровне всего 9,9 мг/см².

Устойчивость к аммиаку при высокой температуре — после 168 часов испытаний в аммиаке при температуре 650 °C сплав 625 продемонстрировал очень низкую абсорбцию азота, равную 0,9 мг/см², и глубину проникновения 0,01 мм. При испытании при температуре 980 °C поглощение азота составило 2,5 мг/см², а проникновение — 0,17 мм. Это свидетельствует очень высокой коррозионной стойкости, однако при повышении температуры до 1090 °C проникновение превысило 0,56 мм.

Устойчивость к воздействию кислорода и хлора при высокой температуре ниже по сравнению с другими суперсплавами, что видно по потере веса в последующих испытаниях:

• Ar-30Cl₂ 500 ч; 400 °C: 0,7 мг/см²
• Ar-30Cl₂ 500 ч; 500 °C: 7 мг/см²
• Ar-30Cl₂ 500 ч; 705 °C: 180 мг/см²
• Ar-20O₂-0,25Cl₂ 400 ч; 900 °C: 99,07 мг/см²
• Ar-20O₂-0,25Cl₂ 400 ч; 1000 °C: 220,09 мг/см²

В моделируемой среде газовой скважины холоднодеформированный сплав Inconel 625 демонстрировал коррозионное растрескивание под напряжением только при температуре 191 °C.

Сварка

Выбор сварочных материалов:

• Изолированные электроды: ENiCrMo3
• Связующее вещество: ERNiCrMo-3

Полировка и покрытия

Электролитическая полировка — электролит: 37 мл H₃PO₄, 56 мл глицерина. Катод платиновый. 1,2-1,8 А/см².

Термическое напыление — для получения дополнительной коррозионной стойкости можно использовать плазменное напыление, сверхзвуковое плазменное напыление (HVOF) и плазменное напыление.