825合金热挤压管中碳化物的析出及回溶行为

　　825合金是一种含钼、铜、钛的镍-铁-铬固溶强化型耐蚀合金。该合金中由于含有较高的镍、铬含量，同时含有一定量的钼、铜元素和稳定化元素钛，从而具有良好的抗点蚀、缝隙腐蚀和抗氯离子应力腐蚀开裂能力，可以在多种腐蚀性环境(还原性和氧化性介质)下使用[1]。因此，825合金相比于其他不锈钢而言，它是一种通用型工程合金。

　　相关文献资料表明，825合金以管材形式广泛地用于化学工业(如热交换器、高压空冷器)、油气开采业(油井管)等[2-3]。可见，825合金的管材加工成形是其生产和应用中的一个重要环节。因此，目前已有人对825合金的热变形进行了相关研究并得到了一定的结果[4]，认为该合金的可加工温度为1050～1240℃。此外，也有不少人对该合金制品在不同的工作环境下的抗腐蚀能力进行了研究[5-8]。此外，Pan等则主要研究了合金在时效过程中晶界析出相附近Cr元素的分布特点[9]，但是并没有进一步研究晶界析出相对其耐腐蚀性能的影响及析出相的回溶行为。然而，825合金是一种合金化程度比较高的耐蚀合金，其相组成及其演变过程比较复杂。特别是实际生产过程中，如果热加工或者热处理工艺制定不合理，往往造成异常相的产生，从而影响其使用性能，尤其是抗晶间腐蚀能力[10]。

　　基于此，本文开展了825合金的时效析出行为及固溶热处理中析出相的回溶行为研究，从而有助于人们准确了解该合金的相组成及其演变规律，为825合金管材的实际生产提供指导和借鉴。

　　1 实验材料及方法

　　1.1 实验材料

　　采用热挤压态的825合金荒管为实验材料，其化学成分见表1。

　　1.2 实验方法

　　首先在箱式电阻炉中对825合金热挤压荒管进行1220℃×30min的固溶处理;然后进行不同温度(650、700、750、800、850 和900℃)保温2h水冷的时效处理。从而获得合金在不同温度下的析出行为及其最大析出温度(750～800℃)。采用SEM对析出相形貌进行观察，并结合能谱仪对其化学组成进行分析。进一步，采用Thermo-Calc 相计算软件，以表1的合金成分对825合金的平衡相组成进行计算。此外，在最大析出温度(750℃)下时效24h，然后在不同温度(950、980和1000℃)分别固溶10min和20min，并结合SEM观察合金的内部组织特点，从而获得了825合金中析出相的回溶行为特点。

　　2 结果与讨论

　　2.1 碳化物时效析出行为

　　825合金热挤压荒管经1220℃固溶30min后的内部组织如图1所示。可以发现，合金主要以奥氏体为基体，同时伴有少量的颗粒状物质，经能谱分析发现，该颗粒状物质为Ti(NC)化合物。固溶后的荒管在不同温度下时效2h后水冷的组织如图2所示。可以发现，合金在650～850℃时效时，沿晶界产生了大量的析出相，而在900℃时效时，晶界几乎没有析出相产生。在650～900℃时效后，晶内基本上无析出相产生。此外，对比图2还可以发现，825合金的最大析出温度为750～800℃，此时晶界上的析出相呈大块、稀疏颗粒状分布，如图2(c)、(d)所示。而在650～700℃和850℃时效时，晶界析出相呈细小、密集点状分布，如图2(a)、(b)所示。