1. Phạm vi hàm lượng crom của Inconel 625
Inconel 625 là siêu hợp kim niken-crom-molybdenum-niobium và hàm lượng crom của nó được kiểm soát chặt chẽ trong phạm vi hẹp để đảm bảo hiệu suất toàn diện của hợp kim. Theo tiêu chuẩn quốc tế (ví dụ: ASTM B446, ASTM B564) và thông số kỹ thuật về thành phần hợp kim, phạm vi hàm lượng crom của Inconel 625 là 20,0%–23,0% tính theo trọng lượng.
Khoảng nội dung cố định này là thông số thiết kế chính của hợp kim. Hàm lượng crom thấp hơn 20,0% sẽ làm giảm đáng kể khả năng chống ăn mòn của hợp kim, trong khi hàm lượng vượt quá 23,0% có thể thúc đẩy sự kết tủa của các pha liên kim loại giòn (chẳng hạn như pha σ) trong quá trình sử dụng ở nhiệt độ-cao, điều này sẽ làm giảm độ bền và độ dẻo của hợp kim.
2. Chức năng của Crom trong Inconel 625
Crom là một trong những nguyên tố hợp kim cốt lõi trong Inconel 625 và nó đóng nhiều vai trò không thể thay thế trong việc tối ưu hóa khả năng chống ăn mòn của hợp kim, độ ổn định nhiệt độ-cao và tính toàn vẹn của cấu trúc.
(1) Khả năng chống ăn mòn vượt trội
Chức năng quan trọng nhất của crom là mang lại cho Inconel 625 khả năng chống ăn mòn tuyệt vời thông qua việc hình thành màng thụ động:
Tạo màng thụ động: Khi tiếp xúc với môi trường oxy hóa hoặc oxy hóa yếu, các nguyên tử crom trên bề mặt hợp kim phản ứng với oxy tạo thành màng oxit crom (Cr₂O₃) dày đặc, bám dính và ổn định về mặt hóa học. Lớp màng này chỉ dày vài nanomet nhưng có thể cách ly hiệu quả ma trận hợp kim bên dưới khỏi môi trường ăn mòn, ngăn chặn quá trình oxy hóa hoặc ăn mòn thêm.
Hỗ trợ-chống ăn mòn phổ rộng: Màng thụ động Cr₂O₃ cho phép Inconel 625 chống ăn mòn đồng đều, ăn mòn rỗ, ăn mòn kẽ hở và ăn mòn giữa các hạt trong nhiều môi trường khắc nghiệt khác nhau. Ví dụ, trong môi trường xử lý hóa học có chứa ion clorua, axit hoặc kiềm, màng thụ động vẫn ổn định và không dễ bị phá vỡ, đó là lý do tại sao Inconel 625 được sử dụng rộng rãi trong hệ thống xử lý nước biển, tẩy axit và lò phản ứng hóa học.
Sức mạnh tổng hợp với các nguyên tố khác: Crom hoạt động hiệp đồng với molypden và niobi trong hợp kim. Molypden tăng cường khả năng chống ăn mòn rỗ của hợp kim trong môi trường chứa clorua-, trong khi niobi ổn định cấu trúc hạt. Lớp màng thụ động của Crom cung cấp một hàng rào chống ăn mòn cơ bản, cho phép các thành phần khác phát huy những ưu điểm tương ứng của chúng.
(2) Tăng cường khả năng chống oxy hóa-ở nhiệt độ cao
Trong môi trường sử dụng nhiệt độ-cao (lên tới 980 độ), crom tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì độ ổn định của hợp kim:
Ở nhiệt độ cao, màng Cr₂O₃ trên bề mặt hợp kim có thể tái tạo liên tục. Ngay cả khi màng bị hư hỏng nhẹ, các nguyên tử crom trong ma trận có thể nhanh chóng khuếch tán lên bề mặt và phản ứng với oxy để sửa chữa màng, giúp hợp kim không bị oxy hóa và đóng cặn ở nhiệt độ cao.
Đặc điểm này làm cho Inconel 625 phù hợp với các thiết bị có nhiệt độ-cao trong ngành công nghiệp hóa chất và hóa dầu, chẳng hạn như ống lò, ống trao đổi nhiệt và các bộ phận bình phản ứng nhiệt độ-cao.
(3) Cải thiện tính ổn định của kết cấu và tính chất cơ học
Crom còn góp phần tối ưu hóa vi cấu trúc và tính chất cơ học của hợp kim:
Nó tinh chỉnh kích thước hạt của ma trận niken-trong quá trình nấu chảy và xử lý nhiệt của hợp kim, giúp cải thiện sự cân bằng độ bền và độ dẻo dai của hợp kim.
Crom làm giảm xu hướng hợp kim hình thành các pha có hại (ví dụ: pha Laves) trong quá trình lão hóa ở nhiệt độ-cao-trong thời gian dài, do đó duy trì độ ổn định cấu trúc lâu dài-của hợp kim và ngăn chặn sự suy giảm hiệu suất.
