国内外UNS N08825镍基合金薄板性能对比试验研究

刘建彬，钱进森，王 扬，杨专钊，张智勇

（1.中国石油技术开发公司，北京 100028；2.中国石油集团石油管工程技术研究院，西安710077）

国内外UNS N08825镍基合金薄板性能对比试验研究

刘建彬1，钱进森1，王 扬1，杨专钊2，张智勇1

（1.中国石油技术开发公司，北京 100028；2.中国石油集团石油管工程技术研究院，西安710077）

为了检验国内外镍基耐蚀合金板材的总体性能水平以及国内产品与国外较成熟企业产品的差异，针对国内外4个厂家生产的UNS N08825镍基合金板材进行了理化、金相、耐腐蚀性能等共9方面的对比试验，并分析总结了国内外N08825镍基合金板材的整体性能状况及差异。结果表明，国内外4个厂家生产的N08825镍基合金板材的性能及质量水平基本相当，均能满足相关国际标准要求。

UNS N08825；镍基合金板材；耐蚀性能；理化性能

随着油气、石化、电力、海洋工程等行业腐蚀性作业环境的逐渐增多，耐蚀合金材料的使用量日益增大，其中镍基耐蚀合金尤为显著。国外对耐蚀合金材料的研究起步较早，生产工艺稳定、完善，产品质量可靠性相对较高；国内相关企业的技术、装备水平持续改进、完善，所生产的镍基耐蚀合金板材的质量与性能得到大幅提升，产品质量可靠性也能有效控制[1-2]。

为了检验国内外镍基耐蚀合金板材的总体性能水平以及国内产品与国外较成熟企业产品的差异，笔者选取实际应用较多的具有代表性的UNS N08825镍基合金板材进行性能对比试验。

1 试样准备及试验方案

从国内外主要4家N08825镍基合金板材生产厂家现场各截取了一块样板，按照相关标准进行试样制备，并对试样进行了理化、腐蚀、金相等共9类试验，试验类型及试样编号见表1。

表1 试验类型及试样编号

2 试验及结果分析

2.1 化学成分分析

样品状态为碎屑，化学成分检测结果见表2。从表2可以看出，A、B、C、D四组试样化学成分大体相近，均满足相关标准要求，其中A和B试样的合金元素含量波动相对较小。

表2 化学成分检测结果 %

2.2 金相分析

金相分析依据ASTM E45-13和ASTM E112-12标准[3]，检测设备采用MEF4M金相显微镜及图像分析系统，检测结果见表3及图1。

表3 试样金相检测结果

图1 MEF4M金相显微镜图像分析照片

试样金相组织观察表明，A、B、C、D四组试样的金相组织均为单一奥氏体组织，满足相关标准要求；晶粒度也均满足相关标准要求，其中试样C和D的晶粒度（均为9.5级）明显高于试样A和B（5.5级和6级），原因是C和D试样采用了不同于试样A和B的热处理工艺；非金属夹杂物水平基本相当，也均符合相关标准要求，相对来说试样A和B较试样C和D控制更好一些。

2.3 力学性能试验

2.3.1 拉伸试验

试验根据标准ASTM A370—2012a[4]，试验设备采用CMT5105，试验结果见表4。

表4 拉伸性能试验结果

2.3.2 硬度试验

试验根据标准ASTM E384—2011，试验设备采用KB 30BVZ-FA，试验结果见表5。

表5 硬度试验结果

拉伸试验和硬度试验结果表明，A、B、C、D四组试样的强度、硬度、塑韧性指标均符合相关标准要求，但由于热处理工艺的不同，导致C和D试样的强度与硬度明显高于试样A和B，同时塑性降低。

2.4 腐蚀试验

2.4.1 晶间腐蚀一

试验根据ASTM A262—2013 C法标准[5]，样品状态经加热至650℃、保温1 h的敏化处理，试验设备采用晶间腐蚀装置，试验结果见表6。

表6 晶间腐蚀一试验结果

2.4.2 晶间腐蚀二

试验根据 ASTM G28—2002（2008）A 法标准[6]，试验设备采用晶间腐蚀装置，试验结果见表7。

表7 晶间腐蚀二试验结果

2.4.3 点蚀试验

试验根据ASTM G48—2011 A法标准[7]，试验设备采用点腐蚀装置，试验结果见表8。

表8 点蚀试验结果

2.4.4 SCC模拟试验

试验根据 NACE TM 0177—2005[8]和 ISO 7539-2标准[9]，试验设备采用高温高压釜，试验溶液及试验环境分别见表9和表10。

表9 SCC试验溶液

表10 SCC试验环境

2.4.5 SCC试验

试验根据NACE TM 0177—2005和ISO 7539-2标准，试验设备采用高温高压釜，试验条件根据ISO 15156-3—2009附录E表E.1第七条，详见表11。

从上述腐蚀试验结果可以看出，A、B、C、D四组试样的耐腐蚀性能（晶间腐蚀、点蚀、SCC）指标均满足相关标准要求，所有试样均未断裂且拉伸面未见破坏裂纹。但同时彼此间存在一定的差异，总的来说，试样A和B的性能指标稳定性相对试样C和D较好一些。

表11 SCC试验条件

3 结 论

（1）国内外N08825镍基合金板材的化学成分、力学性能均满足ASTM标准要求[10]，但国外N08825镍基合金的冶炼水平相对国内较好一些。

（2）国内外N08825镍基合金薄板的晶间腐蚀（ASTM A262 C法和ASTM G28 A法）试验结果均满足ASTM与NACE标准要求。

（3）国外与国内N08825镍基合金薄板点蚀试验试样平均腐蚀速率分别为0.003 9mm/a、0.013 1mm/a、0.004 9mm/a、0.022 9mm/a，均满足标准要求，但国外试样的耐腐蚀性能稳定性相对较好。

（4）国内外N08825镍基合金薄板试样在120℃、140℃、160℃和205℃时SCC试验结果为所有试样未断且拉伸面未见破坏裂纹，均满足ASTM G39和ISO 7539-2标准要求。

综上所述，国内N08825镍基合金板材的理化性能及耐腐蚀性能与国外的基本相当，但国外产品的性能稳定性相对国内产品较好。

[1]吴勇军，方轶，郎宇平.国产 NS1402（UNS N08825）合金管材的研制[C]∥第十二届中国高温合金年会.成都：中国金属学会，2011.

[2]王新鹏，罗利阳，陈帅超，等.耐蚀合金板材生产流程优化研究[J].特钢技术，2015（1）：12-16.

[3]ASTM E112，平均晶粒度测定标准试验方法[S].

[4]ASTM A370，钢制品力学性能试验的标准试验方法和定义[S].

[5]ASTM A262 Practice C，奥氏体不锈钢晶间腐蚀敏感性检测规程[S].

[6]ASTM G28 Practice A，煅制高镍铬合金晶间腐蚀敏感性检测用试验方法[S].

[7]ASTM G48 Practice A，使用三氯化铁溶液做不锈钢及相关合金的耐点腐蚀和抗缝隙腐蚀试验的标准方法[S].

[8]NACE TM 0177，金属在硫化氢环境中抗硫化物应力开裂和应力腐蚀开裂的实验室试验方法[S].

[9]ISO 7539-2，金属和合金的腐蚀 应力腐蚀试验 第2部分：弯梁试样的制备和应用[S].

[10]ASTM B424，镍-铁-铬-钼-铜合金（UNS N08825 和UNS N08221）板材、薄板和带[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 文献标志码：A DOI：10.19291/j.cnki.1001-3938.2016.04.003

刘建彬（1977—），男，博士，高级工程师，2009年博士毕业于北京科技大学材料加工工程专业，现主要从事双金属复合材料产品与技术开发以及高端不锈钢与镍基合金的研究。

2015-10-22

修改稿收稿日期：2016-02-03

罗 刚