? ? 摘要:Inconel625合金是一種固溶強(qiáng)化鎳基變形高溫合金，具有優(yōu)異的耐腐蝕性和耐高溫氧化性。在980℃及以下，它仍然具有應(yīng)力腐蝕、良好的疲勞性和高溫力學(xué)穩(wěn)定性。根據(jù)其性能，廣泛應(yīng)用于核電、海洋、化工等領(lǐng)域。本文通過(guò)熱擠壓成型工藝成功制備了Inconel625合金棒材，并在此基礎(chǔ)上研究了其在高溫?zé)岣g環(huán)境下的性能。在高溫復(fù)雜的服務(wù)環(huán)境下，Inconel625合金的機(jī)械性能在較窄的溫度范圍內(nèi)表現(xiàn)出不穩(wěn)定性，即合金的溫度敏感性。本文以合金在高溫?zé)岣g下的相變轉(zhuǎn)化為切入點(diǎn)，通過(guò)設(shè)計(jì)不同溫度、不同時(shí)間下的及時(shí)性試驗(yàn)、熱腐蝕試驗(yàn)和不同溫度的蠕變?cè)囼?yàn)，分析了微觀組織演變和機(jī)械性能的變化規(guī)律，進(jìn)一步研究了合金在服務(wù)環(huán)境中的相變轉(zhuǎn)化機(jī)制，找出了相變與溫度敏感特性之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)。

????研究了相變轉(zhuǎn)化對(duì)熱擠壓Inconel625合金微觀組織演變和性能的影響機(jī)制，通過(guò)不同溫度、不同時(shí)效時(shí)間的高溫和常溫拉伸實(shí)驗(yàn)。研究發(fā)現(xiàn)，在650℃和800℃下，隨著時(shí)效性的增加，材料的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度呈上升趨勢(shì)，尤其是屈服強(qiáng)度；在750℃下，隨著時(shí)效性的增加，樣品的強(qiáng)度呈現(xiàn)先增后減的趨勢(shì)，樣品的力學(xué)性能下降γ''→δ相的變化與孔隙缺陷、微裂紋的形成有關(guān)。在高溫拉伸和常溫拉伸下，隨著時(shí)效時(shí)間的增加，δ隨著相數(shù)的增加，樣品的延伸率呈下降趨勢(shì)。當(dāng)溫度為650℃時(shí)，樣品的晶粒尺寸一直在增加，當(dāng)時(shí)效時(shí)間為150h時(shí)，平均晶粒尺寸達(dá)到最大值為380℃μm；由于時(shí)效溫度達(dá)到750℃以上，時(shí)效時(shí)間超過(guò)75h，因此時(shí)效溫度超過(guò)750℃δ相對(duì)于晶界的釘扎作用和Nb原子的拖拽作用，晶粒出現(xiàn)明顯的細(xì)化現(xiàn)象。高溫拉伸試樣發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，使800℃時(shí)效后試樣的晶粒細(xì)化更加明顯。650℃~800℃發(fā)生γ''到δ相變轉(zhuǎn)化使樣品的機(jī)械性能不穩(wěn)定，同時(shí)使樣品的機(jī)械性能不穩(wěn)定δ相的形態(tài)由顆粒狀向針狀魏氏體組織轉(zhuǎn)變，其作用也發(fā)生了變化，導(dǎo)致Inconel625合金對(duì)溫度敏感。

????通過(guò)不同溫度的蠕變實(shí)驗(yàn)，研究了相變、溫度和相變強(qiáng)化機(jī)制對(duì)熱擠壓Inconel625合金微觀組織演變和性能的影響規(guī)律。研究表明，當(dāng)蠕變載荷在720℃以下為250MPa時(shí)，Inconel625合金具有優(yōu)異的抗蠕變性能。當(dāng)溫度高于720℃時(shí)，樣品進(jìn)入蠕變加速階段，隨著溫度的升高，顆粒狀δ階段開(kāi)始在晶體邊界沉淀并聚集成短棒，最后以針狀的形式在晶體表面擴(kuò)展，增加了樣品的蠕變速率，導(dǎo)致其蠕變性能下降。當(dāng)蠕變溫度為720℃~740℃時(shí)，樣品表面沒(méi)有雙晶體，此時(shí)η相沿著γ′堆疊層在沉淀物中錯(cuò)誤分布，抑制其成為雙晶體，相變強(qiáng)化機(jī)制提高了合金的抗蠕變性能。在750℃時(shí)，蠕變過(guò)程中產(chǎn)生了大量的形變雙晶體，表明相變強(qiáng)化機(jī)制失效或不起主要作用。此時(shí)，形變雙晶體是蠕變機(jī)制的主導(dǎo)機(jī)制。

????通過(guò)不同溫度和時(shí)間的熱腐蝕實(shí)驗(yàn)，研究了熱腐蝕對(duì)熱擠壓Inconel625合金微觀組織演變和性能的影響規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)，合金經(jīng)熔鹽熱腐蝕后，其表面沉淀的致密氧化物為Cr2O3和Fe3O4和NiCr2O4；900℃熔鹽處理后，金屬基體與氧化物之間形成過(guò)渡層，其成分為NiO與Ni3S2；隨著腐蝕時(shí)間的增加，硫化物在合金表面不斷沉淀和聚集。650℃熔鹽處理后，隨著熱腐蝕時(shí)間的增加，樣品強(qiáng)度呈上升趨勢(shì)，延伸率仍呈下降趨勢(shì)。與650℃時(shí)效后的室溫拉伸相比，強(qiáng)度和延伸率的變化趨勢(shì)是一致的，但強(qiáng)度優(yōu)于同時(shí)效后的室溫拉伸強(qiáng)度，而延伸率低于同時(shí)效后樣品的延伸率。這是由于熔鹽的阻礙γ''向δ結(jié)果是熔鹽促進(jìn)晶界和晶體中Cr23C6的沉淀。經(jīng)900℃熔鹽處理后，樣品的抗拉強(qiáng)度和延伸率呈下降趨勢(shì)；屈服強(qiáng)度呈先降后升最后降的趨勢(shì)，但總體呈下降趨勢(shì)。沿著富NB塊狀MC碳化物在晶界形成的孔洞，硫化物迅速擴(kuò)散，γ''向δ不斷的轉(zhuǎn)化共同導(dǎo)致材料強(qiáng)度和塑性下降。