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NS 336 (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、化學成分和組織(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、 耐腐(fu)蝕性能

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金在大氣、天然(ran)水、海水、中(zhong)性(xing)鹽(yan)和(he)堿(jian)等弱介(jie)質中(zhong)，基本上是無明顯腐(fu)蝕(shi)的。在更苛刻的介(jie)質中(zhong)，由于(yu)鉻的存在能耐氧化(hua)性(xing)酸(suan)，并抗高(gao)(gao)(gao)溫氧化(hua)；由于(yu)是鎳(nie)基且鉬含(han)量(liang)(liang)高(gao)(gao)(gao)，因此(ci)又耐還(huan)原(yuan)性(xing)酸(suan)介(jie)質。對于(yu)局(ju)部腐(fu)蝕(shi)，高(gao)(gao)(gao)鉻、鉬量(liang)(liang)使(shi)此(ci)合金耐點蝕(shi)和(he)縫隙(xi)腐(fu)蝕(shi)，高(gao)(gao)(gao)鎳(nie)、鉻量(liang)(liang)使(shi)此(ci)合金耐應力腐(fu)蝕(shi)；高(gao)(gao)(gao)鈮(ni)（鈦(tai)）量(liang)(liang)使(shi)此(ci)合金不易產生(sheng)晶間腐(fu)蝕(shi)。

 1. 耐(nai)全面(mian)腐蝕性

  ①. 在(zai)(zai)硝(xiao)酸中 在(zai)(zai)65%HNO3中和沸騰溫度下，此合金固溶(rong)態腐蝕率≤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. 在氫氟酸(suan)中用螢石與硫酸(suan)反應制(zhi)(zhi)取氫氟酸(suan)的蒸發器(qi)(qi)，它的襯(chen)里一般用0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金制(zhi)(zhi)造(zao)。與此同時，蒸發器(qi)(qi)之間的管線(xian)、配件等也是采用此合(he)金。在HF氣提塔頂部(bu)掛(gua)片結果表明，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金的全面(mian)腐蝕速率(lv)僅為0.075m/a。

  ⑤. 在含磷酸的一些介(jie)質中(zhong)試驗指出，在55%H3PO4+0.8%HF 溶(rong)液(ye)中(zhong)，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的腐蝕(shi)速(su)率為0.412mm/a。

  ⑥. 在堿中在實驗室(shi)內50%NaOH中0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的(de)年(nian)腐蝕速率(lv)為0.0125mm/a。經500小時試驗，未見(jian)有(you)應力腐蝕產生。

  ⑦. 在鹽(yan)酸中由于此合(he)金鉬(mu)含量高，在室溫(wen)鹽(yan)酸中有一定(ding)的(de)耐(nai)蝕性。但溫(wen)度升高，耐(nai)蝕性下(xia)降。

 2. 耐局部腐蝕性

  ①. 耐晶間腐蝕(shi)性

  由(you)于其鈮含量高，0Cr22Ni60o9Nb4 合(he)金(jin)具有(you)非常好的耐敏化態晶間腐蝕(shi)的性(xing)(xing)能。正(zheng)是由(you)于0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金(jin)的此(ci)(ci)種性(xing)(xing)能，因而敏化處(chu)理(li)或焊后，此(ci)(ci)合(he)金(jin)不需(xu)再進行固溶(rong)處(chu)理(li)。

  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120銷售(shou)試(shi)驗得出的T-T-S(時間(jian)－溫度－敏(min)(min)（化）曲線。顯然，軟(ruan)化退火(huo)處(chu)(chu)理(li)再經敏(min)(min)化較(jiao)固溶處(chu)(chu)理(li)再敏(min)(min)化的00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合(he)金晶間(jian)腐蝕敏(min)(min)感性(xing)要(yao)低得多，這與軟(ruan)化退火(huo)態經敏(min)(min)化后合(he)金中大量NbC先(xian)于鉻碳化物優先(xian)析(xi)出，防止晶界貧鉻區的形成有(you)關。

 ②. 耐(nai)點蝕性 

  表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金等在兩 種(zhong)酸介質中的耐(nai)點(dian)(dian)蝕性，可以看出(chu)0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在試驗(yan)條件下均有優良的耐(nai)點(dian)(dian)蝕性，而0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合金則耐(nai)點(dian)(dian)蝕性不良。

 ③. 縫隙腐蝕 

 表系(xi)0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等合(he)金的(de)縫隙(xi)腐蝕試驗(yan)結(jie)果。顯然，在(zai)所試驗(yan)的(de)條件(jian)下，625 和625 plus 兩(liang)種(zhong)合(he)金的(de)耐縫隙(xi)腐蝕性能(neng)中625 plus稍優，但二者均顯著優于(yu)718合(he)金。

 ④. 應力(li)腐(fu)蝕 

  模擬實際使用環境對0Cr22Ni60Mo9Nb4等合金(jin)進(jin)行了(le)幾(ji)種應力腐(fu)(fu)蝕試驗(yan)，結果見表(biao)。表(biao)系(xi)模擬深氣井條件(jian)，在高壓釜中進(jin)行試驗(yan)所取得的(de)結果，在此條件(jian)下，表(biao)明無論是C型樣(yang)(yang)還(huan)是U型樣(yang)(yang)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)的(de)耐應力腐(fu)(fu)蝕性能都(dou)是最(zui)佳。

  表(biao)系(xi)在5%NaCl+0.5%醋酸＋H2S (按NACE TM-077)15%MgCb溶液(ye)沸(fei)(fei)騰溫度下進(jin)行試(shi)驗(yan)所取(qu)得的結果。表(biao)的結果表(biao)明，試(shi)驗(yan)的合金耐應力腐(fu)蝕(shi)性能均良(liang)好，沒有斷裂產(chan)生。而表(biao)的結果表(biao)明，5%MgCl2沸(fei)(fei)騰條件下 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐應力腐(fu)出(chu)性能良(liang)好，且(qie)均優于718合金。

 ⑤. 腐蝕疲(pi)勞 

   圖(tu)系0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金在室溫海(hai)水中的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)疲(pi)勞(lao)(lao)試(shi)驗結果，顯然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合金的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)疲(pi)勞(lao)(lao)強度要高于所試(shi)驗的(de)(de) Hastel-loy C和 Incoloy 800 以及通用(yong)不銹鋼304和316。

三、力學性能等其他性能

  1. 力(li)學性能

   一般使(shi)用溫(wen)度(du)≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金適用于冷、熱加工并退火后使(shi)用；使(shi)用溫(wen)度(du)高(gao)于650℃時(shi)(shi)(shi)，則退火或固溶(rong)態均可應用。對于有高(gao)溫(wen)蠕變或持久(jiu)要(yao)求時(shi)(shi)(shi)，建議(yi)在固溶(rong)態使(shi)用；而(er)細晶粒合金則在≤ 816℃ 使(shi)用以及在對疲(pi)勞(lao)強度(du)、硬(ying)度(du)和瞬時(shi)(shi)(shi)強度(du)又要(yao)去的條件下使(shi)用。

  表(biao)系00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)力(li)(li)學(xue)性(xing)能(neng)。從(cong)表(biao)結(jie)果可知，此(ci)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)經(jing)(jing)732℃單時(shi)(shi)效后(hou)屈服強(qiang)(qiang)度(du)(du)較(jiao)低（690~793MPa),而經(jing)(jing)雙(shuang)時(shi)(shi)效后(hou)，可獲得高(gao)(gao)(gao)達(da)827~956MPa的(de)(de)屈服強(qiang)(qiang)度(du)(du)且仍具有(you)較(jiao)高(gao)(gao)(gao)塑性(xing)，雙(shuang)時(shi)(shi)效時(shi)(shi)，若將第一次時(shi)(shi)效溫度(du)(du)從(cong)718℃提高(gao)(gao)(gao)到(dao)746℃,則合(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)硬(ying)度(du)(du)也會有(you)所提高(gao)(gao)(gao)。表(biao)3-5-109的(de)(de)結(jie)果表(biao)明(ming)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金(jin)(jin)經(jing)(jing)固溶處(chu)理(li)再經(jing)(jing)746℃x8h爐冷(leng)(leng)(leng)＋621℃ × 8小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)空冷(leng)(leng)(leng)雙(shuang)時(shi)(shi)效處(chu)理(li)并在316℃保(bao)持1000小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)后(hou)測(ce)定其性(xing)能(neng)，對此(ci)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)抗張性(xing)能(neng)并無明(ming)顯影(ying)響；表(biao)的(de)(de)結(jie)果系經(jing)(jing)時(shi)(shi)效處(chu)理(li)的(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金(jin)(jin)和經(jing)(jing)冷(leng)(leng)(leng)加工變形(xing)量25%的(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)(he)金(jin)(jin)在232℃時(shi)(shi)的(de)(de)抗拉性(xing)能(neng)，可以看(kan)出，與(yu)室溫性(xing)能(neng)相比，經(jing)(jing)冷(leng)(leng)(leng)加工變形(xing)提高(gao)(gao)(gao)強(qiang)(qiang)度(du)(du)的(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)(he)金(jin)(jin)其強(qiang)(qiang)度(du)(du)降低明(ming)顯，而經(jing)(jing)時(shi)(shi)效處(chu)理(li)提高(gao)(gao)(gao)強(qiang)(qiang)度(du)(du)的(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)強(qiang)(qiang)度(du)(du)則降低較(jiao)少，表(biao)系0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)高(gao)(gao)(gao)溫力(li)(li)學(xue)性(xing)能(neng)。

  2. 物(wu)理性能

  表(biao)列(lie)出(chu)了 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的物理(li)性能(neng) 

  3.  焊接(jie)性(xing)能

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金焊(han)接性能(neng)良好(hao)。可采(cai)用通用的焊(han)接方(fang)法，例如 GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和SAW以(yi)及SMAW(MMA)等，而不會(hui)遇到特殊(shu)困難(nan)。

  4. 冷熱加工及成(cheng)型性能

  由(you)于0Cr22Ni60Mo9Nb4合金較高的(de)(de)高溫(wen)變(bian)形(xing)抗(kang)力，因(yin)此(ci)需要(yao)(yao)較高的(de)(de)加(jia)熱溫(wen)度，一般約(yue)為1170℃。大量變(bian)形(xing)以在(zai)(zai)1170~1010℃為宜；微量變(bian)形(xing)可在(zai)(zai)930℃以上(shang)進(jin)行。此(ci)合金的(de)(de)冷(leng)(leng)(leng)加(jia)工和(he)冷(leng)(leng)(leng)成型性(xing)亦佳；與(yu)其他高鎳、鉻、鉬合金性(xing)能相近。圖(tu)系合金冷(leng)(leng)(leng)變(bian)形(xing)量與(yu)硬(ying)度的(de)(de)關系并與(yu)其他材料(liao)進(jin)行比較的(de)(de)結果(guo)。由(you)圖(tu)可知，由(you)于0Cr22Ni60Mo9Nb4合金冷(leng)(leng)(leng)作(zuo)硬(ying)化(hua)傾向較大，故進(jin)行冷(leng)(leng)(leng)加(jia)工和(he)冷(leng)(leng)(leng)成型時要(yao)(yao)及時進(jin)行中間軟化(hua)退火處理。

  5. 熱處理(li)

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合金用(yong)(yong)于高溫高強度用(yong)(yong)途，系在約1120℃進行固溶處理（合金中(zhong)含碳(tan)量～0.05%).用(yong)(yong)于耐濕態腐(fu)蝕用(yong)(yong)途（低碳(tan)量～0.03%)多(duo)采(cai)用(yong)(yong)軟(ruan)化退火(huo)處理，溫度為(wei)950~1050℃(以～980℃為(wei)宜）；為(wei)了防(fang)止(zhi)焊后的晶間腐(fu)蝕傾(qing)向(xiang)，也(ye)可(ke)在900~1100℃進行穩定化處理，由于NbC的優先形(xing)成(cheng)可(ke)避免鉻(ge)碳(tan)化物形(xing)成(cheng)所(suo)導致的晶界鉻(ge)貧(pin)化。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的(de)(de)(de)大截面(mian)棒材可(ke)在1025~1052℃加熱，保溫2~4小(xiao)時(shi)(shi)后快(kuai)冷(leng)，此(ci)時(shi)(shi)可(ke)獲(huo)(huo)得(de)充分再結晶，同時(shi)(shi)仍有穩(wen)定的(de)(de)(de)高(gao)(gao)鈦、鈮的(de)(de)(de)碳(tan)化(hua)物沉(chen)淀存在。為了使(shi)此(ci)合金獲(huo)(huo)得(de)最高(gao)(gao)強度，固溶處理后可(ke)再進(jin)行雙時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)，第一次在718~746℃時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)8小(xiao)時(shi)(shi)，隨后以(yi)50℃/小(xiao)時(shi)(shi)的(de)(de)(de)速(su)度冷(leng)卻到(dao)621℃,再進(jin)行保溫8小(xiao)時(shi)(shi)的(de)(de)(de)第二次時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)，隨后空冷(leng)。控制適(shi)宜的(de)(de)(de)時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)時(shi)(shi)間，會由(you)于高(gao)(gao)鉻、鉬碳(tan)化(hua)物的(de)(de)(de)減少獲(huo)(huo)得(de)良好的(de)(de)(de)耐點(dian)蝕、耐縫(feng)隙腐(fu)蝕和耐應力腐(fu)蝕性能。

四、應(ying)用(yong)

 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。