X65/Inconel625双金属复合管微观组织与腐蚀性能

摘要

采用堆焊工艺制备X65/Inconel625双金属复合管，系统研究了各堆焊层的微观组织演变及成分分布特征，并通过ASTM G28 A法（硫酸铁–硫酸腐蚀实验）揭示了双金属复合管晶间腐蚀性能的影响规律。结果表明，Inconel625堆焊层呈现出典型的枝晶组织特征，在枝晶间存在大量析出相，越靠近熔合线，枝晶间析出相数量越多。堆焊层中析出相分为两种，一种是尺寸较小的颗粒状（Nb,Ti）C碳化物析出相，另一种是尺寸较大且形状不规则的块状M₆C或者Laves析出相。堆焊过程中，X65钢中的Fe元素会向堆焊层中扩散，Fe元素扩散到堆焊层中会稀释Inconel625中的其他元素，Fe质量分数的升高不仅会导致Ni、Cr含量下降，还会促进Nb、Mo在枝晶间偏聚，间接增加析出相数量，在析出相与周围基体之间形成宽度大概为1μm的贫Cr区。在硫酸铁–硫酸腐蚀实验中，腐蚀源于析出相界面贫Cr区的电化学溶解，此处形成腐蚀电池加速溶解，析出相脱落形成腐蚀坑，随着腐蚀进行，腐蚀坑之间相互连接从而形成更为严重的枝晶间腐蚀。腐蚀速率与Fe质量分数呈正相关（y=0.8+0.0385x，其中y为腐蚀速率，x为Fe元素质量分数）。

关键词

堆焊 / 增材制造 / 双金属复合管 / 镍基合金 / 腐蚀性能

基金资助

国家自然科学基金资助项目(51701061)