氧、硫对SOONV® ALLOY 600的影响
上海速威特种合金 方建军
前面两篇文章对SOONV® ALLOY 600的性能及应用作了简要的介绍，这篇文章将讨论氧、硫等元素对SOONV® ALLOY 600热加工塑性的影响。
SOONV® ALLOY 600 属于Ni-Cr-Fe 型镍基高温固溶奥氏体合金，其组织基体为γ 奥氏体。它具有优良的耐蚀性能和抗氧化能力，广泛应用于化工、航空、核工业等部门。可应用于航天航空发动机，各种工业燃气轮机，以及火箭发动机用的各种高温零部件，如发动机的涡轮盘、轴、喷管等。此外，还应用于石油化工、冶金工业、交通运输等方面，比如输油管道，化工用管。
SOONV® ALLOY 600 在阀门行业的应用，主要是用于制作要求具有复杂环境耐蚀性和抗高温氧化性的产品，如法兰、阀座、阀体、阀杆等。
氧、硫存在形式及危害
影响SOONV® ALLOY 600合金的热加工塑性最重要的因素是H、O、S以及低熔点五害杂质元素Pb、Sn、As、Sb、Bi。今天我们主要分析下氧、硫对其热加工属性的影响。
氧在SOONV® ALLOY 600 中存在形态为固溶态和氧化物夹杂，这些氧化物夹杂通常是疲劳裂纹的萌生及扩展通道，从而影响SOONV® ALLOY 600 的蠕变断裂性能与瞬间拉伸和冲击性能以及持久强度等性能。 如Al、Ti 等活泼金属均与O 有很强的亲和力，生成Al2O3、TiO2等夹杂物，这不仅减弱了强化元素Al、Ti 等的强化作用，而且形成的夹杂物使合金低倍组织上出现带状和发纹等缺陷，纵向高倍出现细晶带状，影响产品，当含量较高时，严重降低合金的蠕变断裂性能。总的来说，氧形成夹杂物，从而降低强化元素的强化作用及机械性能。
硫在SOONV® ALLOY 600 中偏析到晶界或相界，并使晶界和相界弱化，当硫的质量分数较高时，易于生成Y 相。 Y 相是一种硫碳化物，化学表达式为M2SC，是一种有害相，降低合金的韧性，裂纹沿Y 相边缘产生和扩展。 随着S 质量分数的增加，Y 相析出温度升高，数量增多，危害性增大。 硫主要偏析到枝晶间，促进Nb 的偏析，使枝晶轴中的Nb 更多的向枝晶间扩散并在Laves 相区富集。Laves 相也是一种有害相，降低强度，它本身又是一种脆性相，相界也是裂纹升核和扩展的源泉。 S阻碍合金凝固，影响凝固过程，促进元素偏析和有害相析出。 当硫的质量分数达到2×10-5时，在400～1050℃的温度范围内，其塑性急剧下降，在800～1000℃之间达到最低值，出现所谓的“硫脆”现象。总的来说，硫形成偏析和有害相，并促进其它元素偏析和有害相析出，从而降低合金韧性、强度、塑性等机械性能。
综上，O、S对SOONV® ALLOY 600热加工塑性有非常大的影响，大家在设计及采用塑性变形量大的产品时，其成分含量应特别注意，防止其影响产品合格率、性能及使用寿命。欢迎大家在评论区留言交流。
