Inconel625焊絲是鎳-鉻-鉬系列產(chǎn)品，具有耐活潑性氣體、耐苛性介質(zhì)、耐還原性酸介質(zhì)腐蝕的良好性能，又具有強度高、塑性好、可冷熱變形和加工成形及可焊接的特點，廣泛應用于石油化工、冶金、原子能、海洋開發(fā)、航空、航天等領域中，是一種非常重要的耐腐蝕金屬材料。本文通過創(chuàng)新熔煉方式及后續(xù)加工工藝路線，主要從熔煉、鍛造、軋制、拉伸等方面，在原有生產(chǎn)工藝的基礎上探索并改進高品質(zhì)Inconel625焊絲(ERNiCrMo-3)的生產(chǎn)方法。試制的Inconel625鎳基合金焊絲(ERNiCrMo-3)表面光潔，無影響最終產(chǎn)品質(zhì)量的缺陷，化學成分優(yōu)異，性能良好，經(jīng)過焊接測試，被定級為“高品質(zhì)Inconel625鎳基合金焊絲”。

Inconel625焊絲(ERNiCrMo-3)因其耐活潑性氣體、耐苛性介質(zhì)、耐還原性酸介質(zhì)腐蝕、高強度、塑性好、可冷熱變形和加工成形及可焊接的特殊性能，廣泛應用于石油化工、冶金、原子能、海洋開發(fā)、航空、航天等工業(yè)生產(chǎn)中。本文結合美標AWSA5.14—2005及國標GB/T15620—2008的要求，不但將合金成分控制在更窄的范圍內(nèi)(各類成分控制要求見表1)，并且對H、O、N三種氣體元素進行了很好控制。最終通過進一步的加工，生產(chǎn)出化學成分及力學性能均能達到美標及國標要求的高品質(zhì)Inconel625焊絲(ERNiCrMo-3)。本文從兩步法熔煉(真空感應+電渣重熔)、鍛造、軋制、拉伸的工藝路線進行實驗，將生產(chǎn)結果與傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝進行對照，從而探究了生產(chǎn)高品質(zhì)Inconel625焊絲的工藝路線。

工藝方案

采用的工藝路線為兩步法熔煉(VIM+ESR)—鍛造—軋制—拉拔。

熔煉

采取VIM+ESR相結合的方式，通過改變合金的加入方式，從而能夠更好地控制合金成分，并使得雜質(zhì)元素(H、O、N)有效降低。兩步法熔煉和傳統(tǒng)熔煉方式相比，生產(chǎn)的鑄錠組織均勻，易加工，且成分更加優(yōu)越[1]。

鍛造

將兩步法熔煉出的合金鑄錠經(jīng)處理后，采用天然氣爐加熱進行鍛造。經(jīng)1 t空氣錘兩火鍛造至f45 mm×1000 mm，并進行取樣分析。一火將鑄錠鍛至42 mm×42 mm×L mm，然后回火(1100℃/保溫2 h)，最終鍛至f45 mm×1000 mm，并對合金棒坯進行取樣分析力學性能。

軋制

通過250棒材軋機軋制，將f45 mm的Inconel625合金棒坯軋至f8.0 mm。當爐溫到達500℃時裝爐，待爐溫升高到1050℃時保溫2.5 h。保溫結束后，進行多孔型軋制。確保軋制效果良好，無折疊、無耳子等缺陷。

拉拔

將處理好的Inconel625合金棒在1.2 m轉盤拉絲機上進行熱拉拔，加熱溫度在1100~1150℃之間，通過多模拉伸(12模次)并結合中間熱處理，直至合金棒拉伸至f2.4 mm的成品，然后進行成品熱處理及表面處理。

結果與分析

熔煉工藝

本實驗采用VIM+ESR的熔煉工藝路線，在合金元素加入方式上也做了很大的改進，以便更好控制合金鑄錠成分。本實驗和傳統(tǒng)熔煉方式生產(chǎn)的ERNiCrMo-3鑄錠成分如表2。

表中2數(shù)據(jù)可以看出，VIM+ESR兩步法較傳統(tǒng)熔煉方式可更有效地提高合金的純潔度，對N、H、O等元素具有較好的控制(見表3)，并且能更好地控制S、P等有害元素，最大限度地減少它們在合金中的含量[2]。因此，真空感應熔煉的合金經(jīng)電渣重熔，可進一步降低雜質(zhì)元素含量，改善合金組織，在保障合金純潔度的同時，大大降低了鑄錠宏觀偏析傾向，使得鑄錠具有良好的加工性能。

鍛造

真空感應+電渣重熔試制的ERNiCrMo-3鑄錠，因鑄錠本身雜質(zhì)含量低，組織致密均勻，故只要加熱工藝選擇適當，鑄錠的可鍛性就會大幅度提高。根據(jù)ERNiCrMo-3合金的相圖，本實驗選取了合適的加熱工藝，即開坯時輕錘快打(小變形量)，以便充分破碎晶粒，緊接著在保證合金溫度不低于終鍛溫度的前提下，使得合金鑄錠獲得較大的形變量[3]，從而確保鍛造棒坯不僅具有良好的表面，而且加工組織均勻良好。經(jīng)取樣分析，合金棒的力學性能見表4。

通過以上觀察，合金鍛造坯1100℃固溶熱處理后晶粒大小均勻，晶界之間輪廓清晰，間隙元素分布均勻有利。力學性能均達到GB/T15620及美標相關標準的要求，且較均勻，其良好的塑性為后續(xù)的進一步加工奠定了良好的基礎。

軋制

棒材熱處理后的金相組織見圖1。棒絲材的軋制過程，其實就是軋件在軋輥間承受軋制壓力的作用而發(fā)生塑性變形。本次實驗采用圓-橢圓-圓孔型系統(tǒng)。由f45 mm坯料軋制至f8.0 mm盤圓共軋制15道次，總變形量約為96.43%，平均道次變形量約為19.9%，軋制速度為2.5~3.0 m/s。

對f8.0 mm的合金棒材進行力學性能檢測及金相分析，力學性能結果如表5，熱軋態(tài)的金相組織如圖2，試樣經(jīng)熱處理后的金相組織如圖3所示。

圖中可以看出，整個軋制過程Inconel625合金棒形變均勻，軋制后的加工組織分布均勻，無缺陷。熱處理后的合金棒材晶粒大小均勻，晶界清晰，間隙元素均勻分布，且力學性能良好。

拉拔

絲材拉拔主要是通過拉絲模對線材的直徑或形狀進行改變，從而生產(chǎn)出一定直徑或形狀的絲材產(chǎn)品[4]。一般拉拔有熱拉和冷拉兩種形式，并且絲材進入拉絲模時要進行潤滑，熱拉時拉絲模上有專用的冷卻設置[5]。

通過對本次實驗最終生產(chǎn)的成品合金絲材進行取樣分析，成品焊絲具體化學成分見表6，力學性能見表7。

通過測試結果分析，本次試制的Inconel625鎳基合金焊絲(ERNiCrMo-3)表面光潔，無影響最終產(chǎn)品質(zhì)量的缺陷，化學成分優(yōu)異，性能良好，同時成品焊絲經(jīng)過焊接測試，該Inconel625鎳基合金焊絲被定級為“高品質(zhì)Inconel625鎳基合金焊絲”。

結束語

通過創(chuàng)新熔煉方式及后續(xù)加工工藝路線，自主研發(fā)試制的高品質(zhì)Inconel625合金焊絲(ERNiCrMo-3)，化學成分、力學性能及焊接性能等均能夠達到美標AWSA5.14—2005及國標GB/T15620—2008的要求，且各項指標均處于較高水準。

(1)通過“真空感應熔煉+電渣重熔”，并且改變合金元素的加入方式，進而可以更好的控制Inconel625合金(ERNiCrMo-3)的化學成分，更好的去除N、H、O、S、P等有害元素。

(2)通過后續(xù)加工，產(chǎn)生一定的形變量，改善了合金的組織，大大提高了合金的綜合性能。

(3)本次實驗為我國在高品質(zhì)鎳基合金Inconel625棒材、絲材方面的發(fā)展奠定了良好的基礎。

文章來源——金屬世界