1. Cơ sở vi cấu trúc cho sự khác biệt về đặc tính
Inconel 625 là siêu hợp kim niken-crom-molybdenum-niobium được tăng cường chủ yếu bằng cách tăng cường dung dịch rắn từ Nb, Mo và Cr. Nó không tạo thành một phần thể tích lớn của các pha ′ (Ni₃Al/Ti) hoặc ″ (Ni₃Nb) kết hợp như Inconel 718. Thay vào đó, quá trình lão hóa dẫn đến sự kết tủa của:
Pha δ (Ni₃Nb): Pha liên kim loại dạng kim hoặc dạng tấm hình thành ở nhiệt độ khoảng 650–900 độ.
Một lượng nhỏ cacbua (ví dụ NbC, TiC).
Pha δ là nhân tố chính gây ra những thay đổi về tính chất trong quá trình lão hóa.
2. Tính chất kéo
Điều kiện ủ giải pháp
Độ dẻo cao (độ giãn dài thường là 30–40%).
Độ bền vừa phải (cường độ chảy ~300–450 MPa, độ bền kéo tối đa ~800–950 MPa, tùy thuộc vào kích thước hạt).
Tỷ lệ làm cứng thấp so với vật liệu cũ.
Tình trạng tuổi già
Lão hóa ở 650–900 độ làm tăng độ bền nhưng làm giảm độ dẻo:
Cường độ năng suất tăng (thường từ 20–60%) do kết tủa pha δ và ghim lệch vị trí.
Độ bền kéo cuối cùng cũng tăng lên, nhưng mức tăng ít rõ rệt hơn so với cường độ năng suất.
Độ giãn dài giảm (có thể giảm xuống 15–25%).
Các giá trị chính xác phụ thuộc vào các thông số lão hóa. Ví dụ:
Lão hóa trong thời gian ngắn ở 700 độ có thể làm tăng cường độ vừa phải với mức độ mất độ dẻo ở mức tối thiểu.
Lão hóa trong thời gian dài ở 850 độ có thể dẫn đến sự thô hóa pha δ đáng kể, làm giảm độ bền và độ dẻo dai.
3. Độ cứng
Được ủ bằng dung dịch: Điển hình là HB 190–230.
Lão hóa: Độ cứng tăng đáng kể, thường lên tới HB 250–320, tùy thuộc vào điều kiện lão hóa.
Sự gia tăng này liên quan trực tiếp đến lượng mưa ở pha δ.
4. Độ bền va đập
Solution‑annealed: High toughness (Charpy V‑notch values often >150 J).
Aged: Toughness decreases, especially after prolonged aging at higher temperatures (>750 độ ), do độ giòn ở pha δ và kết tủa ở ranh giới hạt.
Đối với các ứng dụng yêu cầu độ bền cao (ví dụ: sử dụng đông lạnh), điều kiện ủ dung dịch được ưu tiên.
5. Thuộc tính leo và ứng suất-vỡ
Được ủ bằng dung dịch: Khả năng chống rão tốt nhờ tăng cường dung dịch rắn, nhưng không tối ưu ở nhiệt độ trung gian (600–800 độ).
Tuổi: Sự hiện diện của pha δ có thể làm tăng khả năng chống rão ở nhiệt độ nhất định bằng cách cản trở chuyển động trật khớp. Tuy nhiên, pha δ quá mức hoặc thô có thể làm giảm độ bền từ biến lâu dài.
Các đặc tính rão tối ưu thường đạt được bằng cách xử lý lão hóa có kiểm soát nhằm cân bằng kích thước và sự phân bổ pha δ.
6. Đặc tính mỏi
Được ủ bằng dung dịch: Nói chung khả năng chống phát triển vết nứt mỏi tốt hơn do độ dẻo cao hơn và ít giai đoạn tạo giòn hơn.
Lão hóa: Độ bền cao hơn có thể cải thiện khả năng chống mỏi chu kỳ cao (HCF), nhưng tốc độ phát triển vết nứt do mỏi có thể tăng nếu pha δ thúc đẩy hiện tượng gãy giòn.
Hiệu quả thực sự phụ thuộc vào ứng dụng và điều kiện tải.
7. Chống ăn mòn và oxy hóa
Khả năng chống ăn mòn tuyệt vời của Inconel 625 chủ yếu đến từ hàm lượng Cr và Mo không bị ảnh hưởng mạnh bởi quá trình lão hóa. Vì thế:
Khả năng chống ăn mòn là tương tự nhau ở cả hai điều kiện.
Tuy nhiên, sự lão hóa quá mức có thể gây ra sự kết tủa ở ranh giới hạt, có khả năng làm tăng tính nhạy cảm với sự ăn mòn giữa các hạt trong một số môi trường.
8. Ý nghĩa thực tiễn
Inconel 625 được ủ bằng dung dịch được sử dụng khi độ dẻo, độ bền và khả năng hàn cao là rất quan trọng (ví dụ: xử lý hóa học, các thành phần đông lạnh).
Tuổi Inconel 625 được sử dụng khi cần cường độ cao hơn ở nhiệt độ trung gian (ví dụ: một số thành phần hàng không vũ trụ, thiết bị hạ cấp dầu khí).
