國內外UNS N08825鎳基合金薄板性能對比試驗研究

劉建彬，錢進森，王 揚，楊專釗，張智勇

（1.中國石油技術開發公司，北京 100028；2.中國石油集團石油管工程技術研究院，西安710077）

國內外UNS N08825鎳基合金薄板性能對比試驗研究

劉建彬1，錢進森1，王 揚1，楊專釗2，張智勇1

（1.中國石油技術開發公司，北京 100028；2.中國石油集團石油管工程技術研究院，西安710077）

為了檢驗國內外鎳基耐蝕合金板材的總體性能水平以及國內產品與國外較成熟企業產品的差異，針對國內外4個廠家生產的UNS N08825鎳基合金板材進行了理化、金相、耐腐蝕性能等共9方面的對比試驗，并分析總結了國內外N08825鎳基合金板材的整體性能狀況及差異。結果表明，國內外4個廠家生產的N08825鎳基合金板材的性能及質量水平基本相當，均能滿足相關國際標準要求。

UNS N08825；鎳基合金板材；耐蝕性能；理化性能

隨著油氣、石化、電力、海洋工程等行業腐蝕性作業環境的逐漸增多，耐蝕合金材料的使用量日益增大，其中鎳基耐蝕合金尤為顯著。國外對耐蝕合金材料的研究起步較早，生產工藝穩定、完善，產品質量可靠性相對較高；國內相關企業的技術、裝備水平持續改進、完善，所生產的鎳基耐蝕合金板材的質量與性能得到大幅提升，產品質量可靠性也能有效控制[1-2]。

為了檢驗國內外鎳基耐蝕合金板材的總體性能水平以及國內產品與國外較成熟企業產品的差異，筆者選取實際應用較多的具有代表性的UNS N08825鎳基合金板材進行性能對比試驗。

1 試樣準備及試驗方案

從國內外主要4家N08825鎳基合金板材生產廠家現場各截取了一塊樣板，按照相關標準進行試樣制備，并對試樣進行了理化、腐蝕、金相等共9類試驗，試驗類型及試樣編號見表1。

表1 試驗類型及試樣編號

2 試驗及結果分析

2.1 化學成分分析

樣品狀態為碎屑，化學成分檢測結果見表2。從表2可以看出，A、B、C、D四組試樣化學成分大體相近，均滿足相關標準要求，其中A和B試樣的合金元素含量波動相對較小。

表2 化學成分檢測結果 %

2.2 金相分析

金相分析依據ASTM E45-13和ASTM E112-12標準[3]，檢測設備采用MEF4M金相顯微鏡及圖像分析系統，檢測結果見表3及圖1。

表3 試樣金相檢測結果

圖1 MEF4M金相顯微鏡圖像分析照片

試樣金相組織觀察表明，A、B、C、D四組試樣的金相組織均為單一奧氏體組織，滿足相關標準要求；晶粒度也均滿足相關標準要求，其中試樣C和D的晶粒度（均為9.5級）明顯高于試樣A和B（5.5級和6級），原因是C和D試樣采用了不同于試樣A和B的熱處理工藝；非金屬夾雜物水平基本相當，也均符合相關標準要求，相對來說試樣A和B較試樣C和D控制更好一些。

2.3 力學性能試驗

2.3.1 拉伸試驗

試驗根據標準ASTM A370—2012a[4]，試驗設備采用CMT5105，試驗結果見表4。

表4 拉伸性能試驗結果

2.3.2 硬度試驗

試驗根據標準ASTM E384—2011，試驗設備采用KB 30BVZ-FA，試驗結果見表5。

表5 硬度試驗結果

拉伸試驗和硬度試驗結果表明，A、B、C、D四組試樣的強度、硬度、塑韌性指標均符合相關標準要求，但由于熱處理工藝的不同，導致C和D試樣的強度與硬度明顯高于試樣A和B，同時塑性降低。

2.4 腐蝕試驗

2.4.1 晶間腐蝕一

試驗根據ASTM A262—2013 C法標準[5]，樣品狀態經加熱至650℃、保溫1 h的敏化處理，試驗設備采用晶間腐蝕裝置，試驗結果見表6。

表6 晶間腐蝕一試驗結果

2.4.2 晶間腐蝕二

試驗根據 ASTM G28—2002（2008）A 法標準[6]，試驗設備采用晶間腐蝕裝置，試驗結果見表7。

表7 晶間腐蝕二試驗結果

2.4.3 點蝕試驗

試驗根據ASTM G48—2011 A法標準[7]，試驗設備采用點腐蝕裝置，試驗結果見表8。

表8 點蝕試驗結果

2.4.4 SCC模擬試驗

試驗根據 NACE TM 0177—2005[8]和 ISO 7539-2標準[9]，試驗設備采用高溫高壓釜，試驗溶液及試驗環境分別見表9和表10。

表9 SCC試驗溶液

表10 SCC試驗環境

2.4.5 SCC試驗

試驗根據NACE TM 0177—2005和ISO 7539-2標準，試驗設備采用高溫高壓釜，試驗條件根據ISO 15156-3—2009附錄E表E.1第七條，詳見表11。

從上述腐蝕試驗結果可以看出，A、B、C、D四組試樣的耐腐蝕性能（晶間腐蝕、點蝕、SCC）指標均滿足相關標準要求，所有試樣均未斷裂且拉伸面未見破壞裂紋。但同時彼此間存在一定的差異，總的來說，試樣A和B的性能指標穩定性相對試樣C和D較好一些。

表11 SCC試驗條件

3 結 論

（1）國內外N08825鎳基合金板材的化學成分、力學性能均滿足ASTM標準要求[10]，但國外N08825鎳基合金的冶煉水平相對國內較好一些。

（2）國內外N08825鎳基合金薄板的晶間腐蝕（ASTM A262 C法和ASTM G28 A法）試驗結果均滿足ASTM與NACE標準要求。

（3）國外與國內N08825鎳基合金薄板點蝕試驗試樣平均腐蝕速率分別為0.003 9mm/a、0.013 1mm/a、0.004 9mm/a、0.022 9mm/a，均滿足標準要求，但國外試樣的耐腐蝕性能穩定性相對較好。

（4）國內外N08825鎳基合金薄板試樣在120℃、140℃、160℃和205℃時SCC試驗結果為所有試樣未斷且拉伸面未見破壞裂紋，均滿足ASTM G39和ISO 7539-2標準要求。

綜上所述，國內N08825鎳基合金板材的理化性能及耐腐蝕性能與國外的基本相當，但國外產品的性能穩定性相對國內產品較好。

[1]吳勇軍，方軼，郎宇平.國產 NS1402（UNS N08825）合金管材的研制[C]∥第十二屆中國高溫合金年會.成都：中國金屬學會，2011.

[2]王新鵬，羅利陽，陳帥超，等.耐蝕合金板材生產流程優化研究[J].特鋼技術，2015（1）：12-16.

[3]ASTM E112，平均晶粒度測定標準試驗方法[S].

[4]ASTM A370，鋼制品力學性能試驗的標準試驗方法和定義[S].

[5]ASTM A262 Practice C，奧氏體不銹鋼晶間腐蝕敏感性檢測規程[S].

[6]ASTM G28 Practice A，煅制高鎳鉻合金晶間腐蝕敏感性檢測用試驗方法[S].

[7]ASTM G48 Practice A，使用三氯化鐵溶液做不銹鋼及相關合金的耐點腐蝕和抗縫隙腐蝕試驗的標準方法[S].

[8]NACE TM 0177，金屬在硫化氫環境中抗硫化物應力開裂和應力腐蝕開裂的實驗室試驗方法[S].

[9]ISO 7539-2，金屬和合金的腐蝕 應力腐蝕試驗 第2部分：彎梁試樣的制備和應用[S].

[10]ASTM B424，鎳-鐵-鉻-鉬-銅合金（UNS N08825 和UNS N08221）板材、薄板和帶[S].

Comparative Experimental Study on Properties of UNS N08825 Nickel Based Alloy Sheets at Home and Abroad

LIU Jianbin1，QIAN Jinsen1，WANG Yang1，YANG Zhuanzhao2，ZHANG Zhiyong1
（1.China Petroleum Technology and Development Corporation，Beijing 100028，China；2.CNPC Tubular Goods Research Institute，Xi’an 710077，China）

In order to inspect the overall performance level of nickel base corrosion resistant alloy plate at home and abroad and the differences compared with foreign mature enterprise products，some comparative tests were conducted for UNS N08825 nickel base alloy sheets produced by four main manufacturers domestic and abroad from 9 aspects，including mechanical performance test，metallographic microstructure test，corrosion resistance performance test，etc.，it also analyzed and summarized the overall properties and differences of N08825 sheets.The results indicated that the properties and quality of N08825 nickel base alloy sheets of four factories are on same level and can both meet the requirement of related international standards.

UNS N08825；nickel based alloy sheet；corrosion resistance performance；physical and chemical properties

TG113.25 文獻標志碼：A DOI：10.19291/j.cnki.1001-3938.2016.04.003

劉建彬（1977—），男，博士，高級工程師，2009年博士畢業于北京科技大學材料加工工程專業，現主要從事雙金屬復合材料產品與技術開發以及高端不銹鋼與鎳基合金的研究。

2015-10-22

修改稿收稿日期：2016-02-03

羅 剛