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GH 3625（Inconel 625）

 0Cr22Ni60Mo9Nb4  (Inconel 625) 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti (Inconel 625 plus) 合金既具有良好的耐蝕性、抗氧化性和高強度，又具有良好的成型性和韌性。625與625plus的區別在于后者在化學成分上稍稍降低了鉻、鉬、鈮量，且入了鈦并降碳到超低碳水平。625合金系固溶后借冷加工來提高其強度，而625 plus則靠固溶處理后再經一次或二次時效處理來提高其強度。兩種合金均適于既要求高耐蝕性又要求高強度相匹配的使用條件下。

一(yi)、化學成分和組(zu)織(zhi)特點

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 (Inconel 625) 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti  (Inconel 625plus)兩種合金的化學成分見表，此二合金固溶態均具有純奧氏體組織。由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合金中碳量較高，并含有鈮，故合金中會有MC、M₆C和M₂₃C₆ 型碳化物存在且數量又較00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti為多。在中溫時效態兩種合金均有金屬間相析出，它們的數量、成分和結構受化學成分和受熱條件的影響。0Cr22Ni60Mo9Nb4 時效態會有γ”相和8相沉淀，而00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金固溶處理再經時效會有 γ"-[Ni3 (Nb、Ti、Al)]型金屬間相沉淀，從而可使此合金獲得最高強度。

二(er)、 耐(nai)腐蝕性(xing)能

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)在(zai)大氣、天(tian)然水、海水、中(zhong)性鹽(yan)和堿等弱(ruo)介質(zhi)中(zhong)，基本上是無明(ming)顯腐(fu)(fu)蝕(shi)的。在(zai)更苛刻的介質(zhi)中(zhong)，由于(yu)鉻的存在(zai)能耐氧(yang)化性酸，并抗高溫氧(yang)化；由于(yu)是鎳基且鉬含量(liang)高，因此又耐還(huan)原性酸介質(zhi)。對于(yu)局部腐(fu)(fu)蝕(shi)，高鉻、鉬量(liang)使(shi)此合金(jin)耐點蝕(shi)和縫隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)，高鎳、鉻量(liang)使(shi)此合金(jin)耐應力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)；高鈮(ni)（鈦）量(liang)使(shi)此合金(jin)不易產生晶間腐(fu)(fu)蝕(shi)。

 1. 耐全面腐蝕性

  ①. 在硝(xiao)酸(suan)中 在65%HNO3中和沸騰溫度下，此合金固溶態腐蝕(shi)率≤0.75mm/a.

  ②. 在硫酸中 表中指出，0Cr22Ni60Mo9Nb4合金在H₂SO₄中的耐蝕性。在酸洗用酸溶液中（28%H₂SO₄，5.9%HF，50~79℃)進行試驗，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的腐蝕速率為1.225mm/a。0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金在沸騰的H₂SO₄中是不耐蝕的。

  ③. 在磷酸中0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金在濃度≤50%的H₃PO₄中具有非常優良的耐蝕性。當濃度高于50%后，隨H₃PO₄濃度的增加0Cr22Ni60Mo9Nb4的腐蝕速率急劇升高。因此，此合金僅適用于濃度≤50%的H₃PO₄。

  ④. 在氫(qing)氟(fu)酸中用(yong)(yong)螢(ying)石與硫酸反應制(zhi)取氫(qing)氟(fu)酸的蒸(zheng)發(fa)器(qi)，它的襯里(li)一般用(yong)(yong)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)(jin)制(zhi)造。與此(ci)同時，蒸(zheng)發(fa)器(qi)之(zhi)間的管線、配件等也是采用(yong)(yong)此(ci)合(he)金(jin)(jin)。在HF氣提塔(ta)頂部掛片(pian)結果表明，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金(jin)(jin)的全面腐蝕(shi)速率僅為0.075m/a。

  ⑤. 在含磷(lin)酸的一些介質中(zhong)試驗(yan)指出，在55%H3PO4+0.8%HF 溶液中(zhong)，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金(jin)的腐(fu)蝕速率為0.412mm/a。

  ⑥. 在(zai)堿中在(zai)實驗室(shi)內50%NaOH中0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的年腐蝕速率(lv)為0.0125mm/a。經(jing)500小時試驗，未見有(you)應力(li)腐蝕產生。

  ⑦. 在鹽(yan)酸(suan)中由于此合金(jin)鉬含量(liang)高，在室溫(wen)鹽(yan)酸(suan)中有一定的耐蝕(shi)(shi)性(xing)。但溫(wen)度升(sheng)高，耐蝕(shi)(shi)性(xing)下降。

 2. 耐(nai)局(ju)部(bu)腐蝕(shi)性

  ①. 耐晶間(jian)腐蝕性

  由于其鈮含量高，0Cr22Ni60o9Nb4 合金具有(you)非常(chang)好的耐(nai)敏化態(tai)晶間腐蝕的性能。正是由于0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的此(ci)種性能，因而敏化處理或焊后，此(ci)合金不需(xu)再進行固溶(rong)處理。

  根據00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti 和 0Cr22Ni60Mo9Nb4 在硫酸鐵＋50%H₂SO₄沸騰溶液中的晶間腐蝕試驗結果。從這些結果可看出，雖然由于00Cr22Ni60Mo9Nb3Ti雙時效態晶界有大量析出相，在此介質中的耐晶間腐蝕性要低于冷軋態的0Cr20Ni60Mo9Nb4,但卻優于0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti (Inconel 718)。

  根據在ASTM G28A溶液中，經(jing)120銷售試驗(yan)得出的T-T-S(時(shi)間－溫度－敏(min)（化(hua)(hua)）曲線。顯然，軟化(hua)(hua)退火(huo)處(chu)理再經(jing)敏(min)化(hua)(hua)較固溶處(chu)理再敏(min)化(hua)(hua)的00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合金晶(jing)間腐蝕敏(min)感性要低(di)得多(duo)，這(zhe)與軟化(hua)(hua)退火(huo)態經(jing)敏(min)化(hua)(hua)后合金中大量NbC先(xian)于鉻碳化(hua)(hua)物優先(xian)析出，防止晶(jing)界貧鉻區的形成(cheng)有(you)關。

 ②. 耐(nai)點蝕性 

  表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金等(deng)在(zai)兩 種(zhong)酸介質中的耐點蝕性(xing)，可以看(kan)出0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在(zai)試(shi)驗條(tiao)件下均有優(you)良的耐點蝕性(xing)，而0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合金則耐點蝕性(xing)不良。

 ③. 縫隙腐蝕(shi) 

 表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等(deng)合金(jin)的縫隙(xi)腐蝕試(shi)驗結果。顯(xian)然，在所試(shi)驗的條件下，625 和625 plus 兩種(zhong)合金(jin)的耐縫隙(xi)腐蝕性(xing)能中625 plus稍優(you)，但二者均顯(xian)著優(you)于718合金(jin)。

 ④. 應(ying)力腐蝕 

  模擬實際使用環境對0Cr22Ni60Mo9Nb4等合金(jin)(jin)進(jin)行(xing)了幾種(zhong)應力腐(fu)蝕試驗(yan)，結果(guo)見表。表系模擬深(shen)氣井條(tiao)件，在(zai)高壓(ya)釜(fu)中進(jin)行(xing)試驗(yan)所取(qu)得的(de)結果(guo)，在(zai)此條(tiao)件下(xia)，表明無論是C型樣(yang)還(huan)是U型樣(yang)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)(jin)的(de)耐應力腐(fu)蝕性能都是最佳。

  表(biao)系在(zai)5%NaCl+0.5%醋酸＋H2S (按(an)NACE TM-077)15%MgCb溶液沸(fei)騰溫度(du)下(xia)進行(xing)試(shi)驗所(suo)取得的(de)結(jie)果。表(biao)的(de)結(jie)果表(biao)明(ming)，試(shi)驗的(de)合(he)金耐應(ying)力腐蝕性能均(jun)良(liang)好，沒有斷裂產生。而表(biao)的(de)結(jie)果表(biao)明(ming)，5%MgCl2沸(fei)騰條件下(xia) 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐應(ying)力腐出性能良(liang)好，且(qie)均(jun)優于718合(he)金。

 ⑤. 腐蝕(shi)疲勞(lao) 

   圖系0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金在室溫海水中的(de)(de)腐蝕疲(pi)勞試(shi)驗(yan)結(jie)果，顯然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合金的(de)(de)腐蝕疲(pi)勞強度要高于所試(shi)驗(yan)的(de)(de) Hastel-loy C和 Incoloy 800 以(yi)及通用(yong)不(bu)銹鋼304和316。

三(san)、力學性能(neng)(neng)等其他(ta)性能(neng)(neng)

  1. 力學性能

   一般(ban)使用溫(wen)(wen)度(du)≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金適用于冷、熱加工并退火后(hou)使用；使用溫(wen)(wen)度(du)高(gao)于650℃時(shi)，則退火或固溶(rong)態均可應用。對于有(you)高(gao)溫(wen)(wen)蠕變或持久要求時(shi)，建議(yi)在固溶(rong)態使用；而細晶粒合金則在≤ 816℃ 使用以(yi)及(ji)在對疲勞(lao)強度(du)、硬度(du)和瞬時(shi)強度(du)又要去的條件(jian)下使用。

  表(biao)系(xi)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)(jin)(jin)的(de)力學性(xing)能(neng)(neng)。從表(biao)結果可知，此合金(jin)(jin)(jin)經(jing)732℃單時(shi)效后屈服強度較(jiao)低(di)（690~793MPa),而經(jing)雙時(shi)效后，可獲得高達827~956MPa的(de)屈服強度且仍具有較(jiao)高塑性(xing)，雙時(shi)效時(shi)，若將第一次(ci)時(shi)效溫(wen)度從718℃提(ti)高到746℃,則(ze)合金(jin)(jin)(jin)的(de)硬度也會有所提(ti)高。表(biao)3-5-109的(de)結果表(biao)明，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)(jin)(jin)經(jing)固(gu)溶處(chu)理(li)(li)再經(jing)746℃x8h爐(lu)冷＋621℃ × 8小時(shi)空冷雙時(shi)效處(chu)理(li)(li)并在316℃保持1000小時(shi)后測定其性(xing)能(neng)(neng)，對此合金(jin)(jin)(jin)的(de)抗(kang)(kang)張(zhang)性(xing)能(neng)(neng)并無明顯(xian)影響；表(biao)的(de)結果系(xi)經(jing)時(shi)效處(chu)理(li)(li)的(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)(jin)(jin)和經(jing)冷加工變形(xing)量25%的(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)(jin)(jin)在232℃時(shi)的(de)抗(kang)(kang)拉性(xing)能(neng)(neng)，可以看出，與室溫(wen)性(xing)能(neng)(neng)相比，經(jing)冷加工變形(xing)提(ti)高強度的(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)(jin)(jin)其強度降(jiang)低(di)明顯(xian)，而經(jing)時(shi)效處(chu)理(li)(li)提(ti)高強度的(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)(jin)(jin)的(de)強度則(ze)降(jiang)低(di)較(jiao)少，表(biao)系(xi)0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)(jin)(jin)的(de)高溫(wen)力學性(xing)能(neng)(neng)。

  2. 物理性能

  表(biao)列(lie)出了 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的(de)物理性能 

  3.  焊(han)接性能

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金焊接(jie)性能良好。可采(cai)用通(tong)用的焊接(jie)方法，例如 GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和SAW以及SMAW(MMA)等，而不會遇(yu)到特(te)殊困難。

  4. 冷熱加工(gong)及成型性能

  由于(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)較高的(de)高溫變(bian)形抗力(li)，因此需要較高的(de)加(jia)熱溫度，一(yi)般(ban)約為1170℃。大量變(bian)形以(yi)在(zai)1170~1010℃為宜；微量變(bian)形可在(zai)930℃以(yi)上(shang)進行(xing)。此合金(jin)的(de)冷(leng)(leng)(leng)加(jia)工和(he)冷(leng)(leng)(leng)成型性(xing)亦佳；與其(qi)他(ta)高鎳、鉻、鉬合金(jin)性(xing)能(neng)相(xiang)近。圖系(xi)合金(jin)冷(leng)(leng)(leng)變(bian)形量與硬度的(de)關系(xi)并(bing)與其(qi)他(ta)材料進行(xing)比較的(de)結果(guo)。由圖可知，由于(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)冷(leng)(leng)(leng)作硬化(hua)傾(qing)向(xiang)較大，故(gu)進行(xing)冷(leng)(leng)(leng)加(jia)工和(he)冷(leng)(leng)(leng)成型時要及時進行(xing)中間軟化(hua)退火處理。

  5. 熱處理

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金用(yong)于高(gao)溫(wen)高(gao)強度(du)用(yong)途(tu)，系在(zai)(zai)約1120℃進行(xing)固溶處理（合(he)金中含碳(tan)(tan)量(liang)～0.05%).用(yong)于耐濕態腐蝕用(yong)途(tu)（低碳(tan)(tan)量(liang)～0.03%)多(duo)采用(yong)軟化(hua)(hua)(hua)退(tui)火(huo)處理，溫(wen)度(du)為(wei)950~1050℃(以(yi)～980℃為(wei)宜）；為(wei)了(le)防止焊后的(de)晶間腐蝕傾向，也可在(zai)(zai)900~1100℃進行(xing)穩定化(hua)(hua)(hua)處理，由于NbC的(de)優先形成可避免鉻碳(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)物形成所導致的(de)晶界鉻貧(pin)化(hua)(hua)(hua)。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金的(de)(de)(de)大截面棒材可在(zai)(zai)1025~1052℃加(jia)熱，保溫2~4小(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)后(hou)(hou)快冷(leng)(leng)，此(ci)時(shi)(shi)(shi)(shi)可獲得(de)充分再(zai)結晶，同(tong)時(shi)(shi)(shi)(shi)仍有(you)穩(wen)定(ding)的(de)(de)(de)高鈦(tai)、鈮的(de)(de)(de)碳(tan)化物沉淀存在(zai)(zai)。為了使此(ci)合(he)金獲得(de)最高強(qiang)度(du)，固溶處理后(hou)(hou)可再(zai)進(jin)行雙時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)，第一次(ci)在(zai)(zai)718~746℃時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)8小(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)，隨(sui)后(hou)(hou)以50℃/小(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)速度(du)冷(leng)(leng)卻到621℃,再(zai)進(jin)行保溫8小(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)第二次(ci)時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)，隨(sui)后(hou)(hou)空(kong)冷(leng)(leng)。控(kong)制適宜的(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)，會由于高鉻、鉬(mu)碳(tan)化物的(de)(de)(de)減少獲得(de)良好的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)點蝕、耐(nai)(nai)縫隙腐蝕和耐(nai)(nai)應力(li)腐蝕性能。

四、應用

 由于0Cr22Ni60Mo9Nb4 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti 兩種合金既具有高耐蝕性又具良好的熱強性，因此既可做耐蝕合金又可做熱強合金使用。通常在耐蝕用途中，0Cr22Ni60Mo9Nb4主要用以耐HNO3、HNO₃+H₂SO₄、HNO₃+HF的混酸以及含H₂SO₄和F-、Cl-的濕法磷酸以及耐海水腐蝕等；而00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti 合金除在酸介質中和海水中耐蝕性與 0Cr22Ni60Mo9Nb4 相近外，即使在時效態也有優良的耐氯化物和硫化物應力腐蝕的性能以及耐點蝕、耐縫隙腐蝕等性能。兩種合金均可用做耐蝕、高強度材料，制造塔、槽、容器、管線以及反應器、換熱器閥件等。