上海雄鋼特種合金有限公司

鎳基高溫合金因其較高的屈服強度、蠕變強度以及良好的耐腐蝕和抗氧化性能，被廣泛應(yīng)用于渦輪葉片、導(dǎo)向葉片等高溫結(jié)構(gòu)件。INCONEL617是一種固溶強化的鎳鉻鈷鉬合金，具有優(yōu)異的綜合高溫強度和抗氧化性。該合金在較寬的腐蝕環(huán)境中也具有耐腐蝕性，并且易于通過現(xiàn)有技術(shù)成型和焊接。在石油化工行業(yè)，INCONEL617廣泛用于制造脂肪酸加工中的加熱器、蒸餾器和冷凝器以及硫化鈉生產(chǎn)中的干燥器。在熱處理行業(yè)，常用于蒸餾罐、輪爐床、馬弗罩等部位；在航空工業(yè)領(lǐng)域，INCONEL617作為發(fā)動機(jī)和機(jī)身框架中常用的一些零部件，如渦輪密封、排氣管等，在核電工業(yè)的發(fā)展中發(fā)揮了重要作用。目前世界上只有少數(shù)幾個國家生產(chǎn)INCONEL合金管，幾乎壟斷了蒸汽發(fā)生器用高性能傳熱管的供應(yīng)市場。

617合金時效后析出y相、M23C6和M6C。y'相數(shù)量少，分布在晶體中；M23C6和M6C碳化物在晶界處析出，晶界顆粒尺寸大于晶界顆粒尺寸。

y'相具有面心立方有序結(jié)構(gòu)，主要成分是Nis(Al，Ti)。y'的形狀與基質(zhì)的晶格失配有關(guān)，當(dāng)失配程度。

M23C6和M6C是鎳基合金中具有復(fù)雜面心立方結(jié)構(gòu)的析出相。碳化物M6C中的m主要是Mo，固溶體中還有Co和Cr。M23C6的m主要是Cr，固溶體中還有Co、Mo、Fe。時效合金中的晶內(nèi)碳化物在整個時效過程中基本穩(wěn)定。長期時效后，合金晶界處的碳化物發(fā)生變化。例如，在3000h時效內(nèi)，晶界處的碳化物顆粒不是連續(xù)分布的，但在5000h時效后，碳化物在晶界處聚集并連續(xù)分布，這是由于固溶體元素Cr和Mo在基體中的連續(xù)擴(kuò)散和聚集。鉬和碳的結(jié)合能力明顯強于鐵和鉻。在高溫下，Mo加速向碳化物的遷移并取代Fe和Cr，導(dǎo)致碳化物中Mo含量顯著增加，M和C的數(shù)量增加。

時效過程中硬度的變化與晶內(nèi)和晶界的析出相密切相關(guān)。供給態(tài)合金的硬度僅為180HB，時效300h后，硬度顯著增加至222HB，這是由于y'相和M23C6與基體之間的成分、結(jié)構(gòu)或晶格常數(shù)的差異，導(dǎo)致相界面處的界面能，y'相和M23C6與基體相的比容差異也會產(chǎn)生附加應(yīng)力。當(dāng)Y′相和M23C6碳化物彌散析出在基體上時，基體中的內(nèi)應(yīng)力場增加了對基體中滑動變形的附加阻力，從而產(chǎn)生晶內(nèi)強化效應(yīng)。另一方面，晶界不連續(xù)分布的M23C6碳化物阻礙晶界滑動，產(chǎn)生晶界強化。時效1000h后，硬度略有上升至226HB，時效3000h后，硬度略有下降至223HB，硬度變化不大，因為晶界和晶內(nèi)析出相在300h至3000h內(nèi)基本穩(wěn)定..時效5000h后，晶界處碳化物不斷聚集分布，削弱了晶界強化，同時晶界處M6C數(shù)量明顯增多，削弱了Mo的固溶強化作用，導(dǎo)致硬度有一定下降。與時效5000h的合金相比，時效10000h后，合金的硬度沒有明顯變化。