鎳基耐蝕合金028平衡相的析出行為

孟凡國，董建新，張麥倉，姚志浩

(北京科技大學(xué) 高溫材料及應(yīng)用研究室，北京 100083)

鎳基耐蝕合金028是一種含超低碳、高鉻以及添加適量鉬、銅的鐵?鎳?鉻基耐蝕合金[1]。該合金是為在強(qiáng)腐蝕介質(zhì)中使用而開發(fā)的，具有抗氯離子應(yīng)力腐蝕開裂、抗點(diǎn)蝕、抗縫隙腐蝕和許多腐蝕性溶液的能力[2?5]，還具有良好的耐硫酸、耐磷酸性，對各種酸液均有一定的耐蝕性。

028 合金廣泛應(yīng)用于化工設(shè)備、輸油、輸氣管道、原油和天然氣的冷卻器、硫酸與磷酸的生產(chǎn)和處理設(shè)備、酸洗設(shè)備、熱交換器及氟化物的生產(chǎn)設(shè)備[6]。近年來，028合金作為油井管材料在含硫的油氣井中被廣泛應(yīng)用[7?8]并獲得好評。

油井管的制造可以分為以下流程：先冶煉澆注成鑄錠，然后將鑄錠均勻化后開坯鍛造，將鍛錠進(jìn)行熱擠壓，再固溶退火、冷加工、固溶退火，最后冷加工到所需要的外徑和璧厚。管材在熱加工(包括鍛造和熱擠壓)過程中都要經(jīng)歷較長的加熱保溫過程，通常在700～1 000 ℃的溫度區(qū)間內(nèi)，028 合金易形成析出相，在晶界和晶內(nèi)析出碳化物和σ相，使抗晶間腐蝕性能下降[9]。通過選擇合理的熱加工和熱處理工藝獲得析出相較少的組織，進(jìn)而提高合金的使用性能，需要掌握平衡相的析出規(guī)律[10?11]。高溫合金中主要合金元素含量的變化對其顯微組織、組織穩(wěn)定性及最終性能有很重要的影響。

JUHLIN等[12]研究了028合金在酸性環(huán)境下的局部腐蝕行為，結(jié)果表明點(diǎn)蝕當(dāng)量值從39增加到42時(shí)，028合金在氯離子溶液中臨界點(diǎn)蝕溫度也相應(yīng)增加，其抗點(diǎn)蝕性能增強(qiáng)。林毅等[13]研究了028合金的點(diǎn)腐蝕和晶間腐蝕，研究得到析出相與腐蝕性能有密切的關(guān)系。鮮寧等[14]研究了在 H2S/CO2環(huán)境下析出相對028合金耐應(yīng)力腐蝕開裂性能的影響，發(fā)現(xiàn)當(dāng)析出相附近貧Cr區(qū)的Cr含量低于某個臨界值時(shí)，該區(qū)域會由于不能形成有效的鈍化膜而發(fā)生局部腐蝕，導(dǎo)致028合金應(yīng)力腐蝕性能下降。國內(nèi)外關(guān)于028合金的腐蝕性能的研究較多，但對其析出相的析出規(guī)律和合金元素含量對析出相的影響研究很少。

鑒于此，本文作者從熱力學(xué)計(jì)算的角度研究不同合金元素與平衡相的析出量與析出溫度的關(guān)系，從而為合金的成分設(shè)計(jì)、析出相的控制以及在后續(xù)的熱加工工藝和熱處理制度的制訂方面提供重要的理論依據(jù)。主要通過冶金和材料熱力學(xué)數(shù)據(jù)庫計(jì)算軟件Thermo-Calc[15?17]分析 028 合金中可能析出的平衡相及合金的化學(xué)成分對各相析出規(guī)律的影響，這對該合金在成分設(shè)計(jì)、析出相的控制以及后續(xù)熱加工工藝和熱處理制度的選擇等方面具有重要的指導(dǎo)意義。

1 實(shí)驗(yàn)

在本研究中分別采用不同狀態(tài)的028合金材料，其化學(xué)成分如表1所列。

表1 028合金的主要化學(xué)成分Table 1 Main chemical composition of 028 alloy (mass fraction, %)

將鍛態(tài)、熱擠壓態(tài)和冷軋態(tài)試樣沿半徑長線切割為10 mm×9 mm×8 mm 的塊狀試樣，試樣的表面即為原始試樣的橫截面，將表面用金相砂紙2000號打磨并進(jìn)行機(jī)械拋光，然后在 10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))草酸溶液中進(jìn)行電解浸蝕，電壓為5 V。經(jīng)720 ℃時(shí)效1 000 h處理后的冷軋態(tài)試樣用 3%的草酸鹽酸進(jìn)行電解浸蝕，電壓為3 V。不同狀態(tài)樣品通過Cambridge S?360型掃描電子顯微鏡觀察析出相，同時(shí)利用掃描電鏡上配備的能譜分析儀對冷軋態(tài)和時(shí)效處理后的樣品析出相成分進(jìn)行分析。

使用冶金和材料熱力學(xué)數(shù)據(jù)庫計(jì)算軟件Thermo-Calc與相應(yīng)的鎳基高溫合金數(shù)據(jù)庫進(jìn)行熱力學(xué)模擬計(jì)算。通過系統(tǒng)中各相熱力學(xué)特征函數(shù)的嚴(yán)格熱力學(xué)關(guān)系，建立熱力學(xué)模型，將相圖和各種熱力學(xué)數(shù)據(jù)聯(lián)系起來，從而計(jì)算出系統(tǒng)中所有的熱力學(xué)信息。將表1中028 合金成分作為Thermo-Calc軟件的輸入條件，在改變一個元素含量時(shí)，其他元素含量均采用典型成分值。分析預(yù)測合金中可能析出的平衡相及合金化學(xué)成分的差異對各相析出規(guī)律的影響。

2 結(jié)果與討論

2.1 028合金析出相特征

圖1(a)～(c)所示分別為 028合金鍛態(tài)、熱擠壓態(tài)和冷軋態(tài)的析出相形貌和冷軋態(tài)成品管的析出相能譜。從圖 1(a)和(b)可以看出，028合金鍛態(tài)析出相呈顆粒狀，且數(shù)量多、尺寸較大；熱擠壓態(tài)的028合金析出相呈顆粒狀，數(shù)量多，尺寸較?。挥蓤D 1(c)可以看出，028合金冷軋態(tài)的成品管析出相數(shù)量最少，但是尺寸有所增大，析出相仍然呈顆粒狀；由圖1(d)能譜可知，冷軋態(tài)析出相主要含有Fe、Ni、Cr和Mo元素，據(jù)文獻(xiàn)[18?19]，此析出相主要是σ相，在晶界和晶內(nèi)析出的σ相會嚴(yán)重降低合金的抗腐蝕性能，大量σ相析出可使合金的沖擊韌性下降。

領(lǐng)導(dǎo)小組跟進(jìn)驗(yàn)收網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)組；網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)組設(shè)計(jì)實(shí)施網(wǎng)站、QQ、微信、公眾號；網(wǎng)絡(luò)評論組評論引導(dǎo)網(wǎng)站、QQ、微信、公眾號內(nèi)容，；網(wǎng)絡(luò)巡視組每天巡視網(wǎng)站、QQ、微信、公眾號動態(tài)，每周形成分析報(bào)告交網(wǎng)絡(luò)輔導(dǎo)員組；網(wǎng)絡(luò)輔導(dǎo)員組根據(jù)分析報(bào)告向網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)組提規(guī)劃設(shè)想，同時(shí)向領(lǐng)導(dǎo)小組上報(bào)網(wǎng)絡(luò)輿情報(bào)告；領(lǐng)導(dǎo)組根據(jù)輿情報(bào)告協(xié)調(diào)反饋至各部門，同時(shí)解答引導(dǎo)網(wǎng)站、QQ、微信、公眾號內(nèi)容。

圖1 不同狀態(tài)的析出相形貌和冷軋態(tài)能譜Fig. 1 Morphologies of precipitated phase in different states and EDS analysis diagram of cold-rolled state: (a) Forging state; (b)Extrusion state; (c) Cold-rolled state; (d) EDS pattern of cold-rolled state

圖2 720 ℃時(shí)效1 000 h后析出相的形貌、EDS能譜和XRD譜Fig. 2 Morphology (a), EDS analysis diagram (b) and XRD pattern (c) of precipitated phase after aging at 720 ℃for 1 000 h

圖2所示為028合金冷軋管經(jīng)過720 ℃時(shí)效1 000 h后析出相的形貌、能譜和XRD譜。從圖2可以看出，經(jīng)時(shí)效處理后，028合金的晶界出現(xiàn)塊狀析出相，晶內(nèi)有較多的針狀析出相，由能譜分析可知，析出相主要含 Fe、Ni、Cr、Mo 和 Si元素(0.22%Si, 36.74%Cr,31.68%Fe, 23.70%Ni, 7.67%Mo)，并且 Cr、Mo元素含量相對基體增加，而Fe、Ni元素含量相對基體減少。對XRD譜的進(jìn)一步分析可知，此析出相主要是σ相，其晶體類型為體心四方結(jié)構(gòu)，晶格常數(shù)是a=b=0.880 nm，c=0.460 nm，這與文獻(xiàn)[18?19]報(bào)道的結(jié)論一致。

從以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，析出相存在于028合金冶煉、鍛造、擠壓、冷軋的各個階段，因此為了更好地控制028合金的析出相，需要從合金的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)加工方面綜合考慮，而合金的設(shè)計(jì)就需要研究合金元素對平衡析出相的影響。因此，研究合金元素對平衡析出相的影響具有重要意義。

2.2 028合金的熱力學(xué)平衡相

合金系的各組元按質(zhì)量分?jǐn)?shù)輸入，數(shù)據(jù)庫為 Ni基數(shù)據(jù)庫。選取表1 所列028試驗(yàn)合金的典型成分，利用Thermo-Calc軟件計(jì)算合金中可能存在的平衡態(tài)時(shí)的析出相及其析出、溶解溫度及各相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。計(jì)算結(jié)果見圖3，圖3(b)所示為圖3(a) 的局部放大圖。

圖3 028合金平衡相析出量與溫度的關(guān)系及局部放大圖Fig. 3 Relationship between precipitation amount of 028 alloy equilibrium phases and temperatures (a) and its partial magnification (b)

由圖3可知，合金中的平衡相主要有基體γ相和M23C6等碳化物，此外還有σ相和α-Cr相。由計(jì)算結(jié)果可知，該典型成分合金所對應(yīng)的初熔溫度和終熔溫度分別為 1 356 ℃和 1 400 ℃，凝固溫度范圍只有44 ℃。1 127～1 355 ℃之間只有奧氏體基體相。因此，固溶溫度為1 180 ℃的平衡態(tài)組織中只有γ相。平衡相中碳化物含量非常低，基本在 10?3數(shù)量級以下，其中 M23C6開始析出溫度較高，約為1 001 ℃。而α-Cr相的析出溫度相對較低，約為567 ℃。由于熱力學(xué)計(jì)算結(jié)果為穩(wěn)定的平衡相，因此，σ相可能在合金長期時(shí)效過程中逐漸析出。σ相的開始析出溫度為1 099 ℃，在569 ℃時(shí)析出量最多。

表2 給出了700 ℃各平衡析出相的種類及其對應(yīng)的化學(xué)成分。由表2可以看出，F(xiàn)e、Ni和Cr是028合金基體γ相的主要組成元素；700 ℃時(shí)Cr和Mo在M23C6中占有很大比例，是其主要組成元素，其中，Cr元素含量是基體的 3倍多，所以，M23C6是富 Cr相；700 ℃時(shí)，σ相中Cr和Mo含量相對基體中的Cr和Mo含量大幅增加，而Fe和Ni的含量則相對基體有所降低，同時(shí)Si元素的含量相對基體也略有降低，說明σ相可能是富含F(xiàn)e、Cr、Mo、Ni和Si元素的相。這對于研究028合金在時(shí)效過程中析出相的種類和化學(xué)成分及組成提供了重要的理論依據(jù)。

表2 700 ℃時(shí)028合金平衡相的種類及成分Table 2 Type and composition of 028 alloy equilibrium phases at 700 ℃

2.3 028合金凝固過程元素的再分配規(guī)律

為了研究 028合金在凝固過程中的元素偏析情況，利用Thermo-Calc軟件中Schell-Gulliver模型，模擬計(jì)算了 028 合金非平衡凝固過程中元素隨溫度和液相含量變化的再分配規(guī)律。從圖4中可以看出，隨著液相質(zhì)量分?jǐn)?shù)的減小，Mo、C和Cr元素在液相中的含量呈增加趨勢，并且當(dāng)液相質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小至12%時(shí)，它們在液相中的含量增加的速度明顯加快，而隨著液相質(zhì)量分?jǐn)?shù)的減小，Si元素在液相中的含量先增加后逐漸降低，并且當(dāng)液相質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小至12%時(shí)Si元素在液相中的含量達(dá)到最大值。因此，通過理論計(jì)算可以認(rèn)為，Mo、C和Cr等元素在凝固的最后階段含量最高，可能偏聚于液相最后凝固區(qū)域，即枝晶間；相反地，Si元素在凝固的最后階段則可能偏聚于枝晶干。從圖4中可以推斷Cr和Mo的偏聚再分配程度比較嚴(yán)重，因此在制定028合金均勻化和熱處理制度時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮Cr和Mo的偏析問題，如為減小合金元素偏聚的影響需進(jìn)行均勻化擴(kuò)散退火[20]。

圖4 028合金在凝固過程中元素的再分配規(guī)律Fig. 4 Redistribution of elements in 028 alloy solidification process: (a) Elements C, Si and Mo; (b) Elements Cr, Ni and Fe

2.4 合金元素對平衡析出相的影響規(guī)律

在實(shí)際生產(chǎn)過程中，每個爐次的σ相及碳化物主要形成元素含量會有所不同，其析出量、析出和回溶溫度也會產(chǎn)生變化[21]。工藝的制定與合金元素的含量密切相關(guān)。若要精確控制028合金的組織和性能，必須在合金的成分變化與相的析出行為變化規(guī)律方面積累豐富的理論數(shù)據(jù)。

028合金中C、Cr和Cr、Mo、Si分別是碳化物M23C6和σ析出相的主要形成元素，因此，研究這 4種元素對析出相的影響具有重要意義。在這里將 028合金的標(biāo)準(zhǔn)成分(見表1)和溫度參數(shù)作為Thermo-Calc軟件的輸入條件，通過改變合金中主要析出相形成元素C、Cr、Mo和Si的含量，得到可能的析出相，并預(yù)測合金化學(xué)成分對析出相的影響，揭示各相的析出規(guī)律。在改變一個元素含量時(shí)，其他元素的含量均采用典型成分值。

2.4.1 C、Cr、Mo和Si含量對M23C6的影響

從圖5(a)中可以看出，隨著C含量的增加，M23C6的析出量也表現(xiàn)出線性遞增規(guī)律，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)從C含量為 0.01%時(shí)的 0.191%上升到 C含量為 0.05%時(shí)的0.964%；M23C6的析出溫度也隨C含量的增加有大幅度的提高，在0.01%C時(shí)M23C6的析出溫度為988 ℃，在0.02%C時(shí)M23C6的析出溫度為1 068 ℃，碳含量從0.01%增加到0.02%，M23C6的析出溫度增加了80 ℃，增加幅度最大，當(dāng)C含量增加到0.05%時(shí)，M23C6的析出溫度上升到1 157 ℃，已經(jīng)高于基體γ相的固溶溫度。M23C6在晶界析出，對合金性能的影響極大，必須合理控制合金中C的含量，綜上可得，C含量應(yīng)該控制在0.02%以內(nèi)，允許的偏差為±0.01%，這將對實(shí)際成分控制有較大的理論指導(dǎo)意義。

Cr、Mo和 Si的含量變化對合金中的碳化物M23C6含量影響不大，它們主要對028合金中的碳化物析出溫度產(chǎn)生一定的影響。從圖5(b)可以看出，當(dāng)Cr含量從26.0%增加到 28.0%時(shí)，028合金中M23C6含量逐漸降低，M23C6的析出量微降，M23C6的析出溫度呈現(xiàn)上升趨勢，M23C6的析出溫度從1 052.5 ℃上升到1 058 ℃。要使合金中碳化物含量較低而且析出溫度又不會太高，合金中 Cr含量應(yīng)該控制在 26.5%～27.0%之間，允許的偏差為±0.15%。從圖 5(c)可以看出，當(dāng)Mo含量從2.5%增加到4.5%時(shí)，M23C6含量逐漸增加，M23C6的析出量從0.382 3%微升到0.384 4%；M23C6的析出溫度呈現(xiàn)上升趨勢，M23C6的析出溫度從1 050 ℃增加到1 059 ℃?？紤]到Cr含量合理的析出溫度為1 053～1 055 ℃得出合金中Mo含量應(yīng)該控制在3.0%～ 3.5%之間，其允許偏差為±0.05%。從圖5(d)可以看出，當(dāng) Si含量從0.1%增加到0.5%時(shí)，M23C6含量先是逐漸增加后又減少，當(dāng)Si含量為0.4%時(shí)，M23C6的析出量達(dá)到最大值，M23C6的析出量從0.383 3%微升到0.383 9%后又降到0.383 8%，M23C6的析出溫度則呈現(xiàn)上升趨勢，M23C6的析出溫度從1 040 ℃增加到1 055 ℃。因此，可以得出合金中Si含量應(yīng)該控制在0.4%以內(nèi)，允許偏差為±0.02%。

圖5 C、Cr、Mo和Si含量對M23C6析出量和析出溫度的影響Fig. 5 Effects of C(a), Cr(b), Mo(c) and Si(d) contents on precipitation amount and precipitation temperature of M23C6

隨Cr和Mo含量增加而碳化物的最大析出量變化不大，這主要是因?yàn)殡S著 Cr和 Mo含量的增加，富Cr和富Mo的σ相的析出量顯著增多，這也說明Cr和Mo含量的變化對σ相的析出量和析出溫度影響較大。

2.4.2 Cr、Mo和Si含量對σ相的影響

Cr和Mo是耐蝕合金中最重要的合金元素，一般含量較高，Cr通常在合金表面形成Cr2O3氧化膜，使其獲得抗氧化能力；而Mo在合金中能夠阻止陰離子(如Cl?)透過氧化膜向基體擴(kuò)散，提高了合金的抗還原性酸和抗局部腐蝕的能力[22?23]。Si的作用主要是促進(jìn)金屬間化合物的強(qiáng)化相形成并促使碳化物的形成，使合金達(dá)到多重強(qiáng)化的目的。同時(shí)，Si還是抗高溫氧化和腐蝕的有益元素。

耐蝕合金中除了碳化物外，σ相的析出也對合金的耐腐蝕性造成嚴(yán)重影響。這些相分布在晶界和特定晶面位置，容易導(dǎo)致基體合金元素的貧化(如貧Cr區(qū))，造成微觀組織電化學(xué)性質(zhì)的不穩(wěn)定，使合金的耐蝕性降低。圖6給出了5種不同Cr含量(26.0%，26.5%，27.0%，27.5%，28.0%)、Mo含量(2.5%，3.0%，3.5%，4.0%，4.5%)和Si含量(0.1%，0.2%，0.3%，0.4%，0.5%)對028合金中σ相析出量及析出溫度的影響。

從圖6(a)可以看出，隨Cr含量的增加，σ相的析出量和析出溫度均呈線性增加。當(dāng)Cr含量從26.0%增加到28.0%時(shí)，028合金中σ相的析出量從19.63%增加到 25.12%，σ相的析出溫度從 1 079 ℃上升到1 180 ℃。當(dāng)Mo含量從2.5%增加到4.5%時(shí)，σ相的析出量從18.94%增加到26.16%，σ相的析出溫度從1 032 ℃上升到1 222 ℃，如圖6(b)所示。當(dāng)Si含量從0.1%增加到 0.5%時(shí)，028合金中σ相的析出量從22.33%增加到23.77%，σ相的析出溫度從1 095 ℃上升到1 127 ℃，如圖6(c)所示。由于Cr和Mo是σ相的主要元素，Si元素可能會促進(jìn)σ相的形成，隨著Cr、Mo和Si含量的提高，σ相的最大析出量也不斷增加，并且其析出溫度也不斷上升?？梢缘贸鯟r和Mo元素對σ相的影響非常顯著。所以，要減少σ相的析出，應(yīng)著重考慮Cr和Mo元素含量的控制。σ相的析出會導(dǎo)致耐蝕合金的抗晶間腐蝕性能的明顯下降，是耐蝕合金的有害相，因此，在合金的設(shè)計(jì)及后續(xù)熱處理時(shí)，應(yīng)盡量使Cr和Mo較多地固溶在基體γ相中，Si元素的含量也不應(yīng)太高，這樣可以減少σ相等有害相的析出。綜合考慮得到，Cr和Mo元素含量應(yīng)分別控制在26.5%和 3.5%以內(nèi)，允許偏差分別為±0.15%和±0.05%，Si元素含量應(yīng)該控制在 0.3%以內(nèi)，允許偏差為±0.015%。

圖6 Cr、Mo和Si 含量對σ相析出量和析出溫度的影響Fig. 6 Effect of Cr(a), Mo(b) and Si(c) contents on precipitation amount and precipitation temperature of σ phase

由于鎳基耐蝕合金028的交貨狀態(tài)是冷軋態(tài)，為了提高合金的抗腐蝕性能，028合金的組織控制非常關(guān)鍵，需要特別注意析出相尤其是σ相的控制。一方面利用相分計(jì)算來控制平均電子空位數(shù)()值，減少合金σ相析出[24]。

另一方面，利用σ相的溶解規(guī)律來消除σ相。冷軋態(tài)或時(shí)效態(tài)析出不同量的σ相，需經(jīng)過退火處理來將σ相溶解，退火溫度應(yīng)在σ相的析出溫度(1 100 ℃)以上，一般采用退火溫度為1 160 ℃、退火時(shí)間為2 h，可以使σ相基本溶解，從而使合金的組織滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.4.3 Cr和Mo含量對基體γ相中Cr和Mo含量的影響

耐蝕合金要保持足夠的耐腐蝕性必須在基體γ相固溶足夠的Cr和Mo，因此，合金基體γ相中Cr和Mo的含量對耐蝕性能有重要影響。圖7給出了初始Cr和Mo含量對基體γ相中固溶的Cr和Mo含量的影響。由圖7(a)可知，基體γ相中的Cr含量隨初始Cr含量的增加而增加；而基體γ相中的Mo含量隨初始Cr含量的增加而降低。當(dāng)初始Cr含量從26.0%的增加到28.0%時(shí)，基體γ相中的Cr含量從21.00%增加到21.36%；而基體γ相中的Mo含量則由1.13%降低到0.97%。從圖7(b)中可以看出，初始Mo含量對基體γ相中的Cr和Mo含量的影響與初始Cr含量的影響相反，基體γ相中的Mo含量與初始Mo含量的變化一致；而基體γ相中的Cr含量隨初始Mo含量的增加而降低。當(dāng)初始Mo含量從2.5%增加到4.5%時(shí)，基體γ相中Mo含量從0.85%增加到1.20%，γ相中Cr含量則由21.85%降低到20.63%。

3 結(jié)論

圖7 基體 γ相中Cr和 Mo含量隨初始Cr和Mo含量的變化Fig. 7 Cr and Mo contents in matrix γ phase changing with initial Cr(a) and Mo(b) contents

初始Cr和Mo含量的增加使σ相的析出量增多，在σ相中Cr和Mo是主要元素，Cr含量增加時(shí)能夠補(bǔ)償由于σ相的析出增加而導(dǎo)致基體γ相中Cr含量的降低，因此，基體γ相中Cr含量僅略有增加。隨著σ相析出的增多，基體γ相中Mo含量呈降低趨勢。同理，初始Mo含量的提高使得σ相析出增加，因此，基體γ相中Cr含量降低，但是由于初始Mo含量的提高彌補(bǔ)了因σ相析出增加而導(dǎo)致基體γ相中Mo的損失，故基體γ相中Mo含量略有提高。根據(jù)以上分析得出初始Cr和Mo含量應(yīng)分別控制在26.5%～27.5%和3.0%～4.0%之間，允許偏差分別為±0.15%和±0.05%。

1) 028合金在鍛造、熱擠壓、冷軋以及長期時(shí)效過程中存在不同程度的析出相，主要成分是σ相，σ相呈顆粒狀和針狀分布，它的存在將使合金的抗腐蝕性能顯著降低。因此，需要注意嚴(yán)格控制Cr和Mo元素含量，盡量減少和防止σ相的析出。

2) M23C6的析出量和析出溫度分別隨C含量的增加而增多和升高，C含量應(yīng)控制在 0.02%以內(nèi)；Cr、Mo和Si的含量變化對合金中的碳化物M23C6含量影響較小，Cr、Mo和 Si含量應(yīng)分別控制在 26.5%～27.0%、3.0%～3.5%和0.4%以內(nèi)。

3) Cr和Mo是σ相的主要元素，Si元素能促進(jìn)σ相的形成，隨著Cr、Mo和Si含量的提高，σ相的析出量也不斷增多，并且其析出溫度也不斷上升。通過計(jì)算分析得到 Cr、Mo和 Si元素含量應(yīng)分別控制在26.5%、3.5%和 0.3%以內(nèi)。σ相的有害影響可以通過退火溫度為1 160 ℃、退火時(shí)間為2 h的熱處理來消除。

4) 在基體γ相固溶足量的Cr和Mo元素對耐蝕合金的抗腐蝕性能有重要影響?；wγ相中Cr含量隨初始Cr含量的增加而增加；而基體γ相中的Mo含量隨初始Cr含量的增加而降低。初始Cr和Mo含量應(yīng)分別控制在26.5%～27.5%和3.0%～4.0%之間。

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