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00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti (Inconel 625plus)

 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(zu)織特點

 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(fu)蝕(shi)性能

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金在大氣、天然水(shui)(shui)、海水(shui)(shui)、中性鹽和(he)堿等弱介(jie)質中，基本上是(shi)無明顯腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)。在更(geng)苛刻(ke)的(de)介(jie)質中，由于鉻的(de)存在能耐氧(yang)化(hua)性酸(suan)，并抗高(gao)(gao)溫(wen)氧(yang)化(hua)；由于是(shi)鎳基且(qie)鉬含量(liang)(liang)高(gao)(gao)，因(yin)此(ci)又耐還原性酸(suan)介(jie)質。對于局部腐(fu)蝕(shi)(shi)，高(gao)(gao)鉻、鉬量(liang)(liang)使(shi)(shi)此(ci)合(he)(he)金耐點蝕(shi)(shi)和(he)縫隙腐(fu)蝕(shi)(shi)，高(gao)(gao)鎳、鉻量(liang)(liang)使(shi)(shi)此(ci)合(he)(he)金耐應力腐(fu)蝕(shi)(shi)；高(gao)(gao)鈮（鈦(tai)）量(liang)(liang)使(shi)(shi)此(ci)合(he)(he)金不易(yi)產生晶間腐(fu)蝕(shi)(shi)。

 1. 耐全面腐蝕性

  ①. 在硝酸(suan)中(zhong) 在65%HNO3中(zhong)和沸騰溫度(du)下，此(ci)合金(jin)固溶態腐蝕率≤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(zai)氫(qing)氟(fu)酸(suan)中用(yong)螢石與(yu)硫酸(suan)反應(ying)制取氫(qing)氟(fu)酸(suan)的(de)(de)蒸發器，它的(de)(de)襯里一般用(yong)0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)(jin)制造。與(yu)此同時，蒸發器之間的(de)(de)管(guan)線、配件等也是(shi)采用(yong)此合金(jin)(jin)。在(zai)HF氣提(ti)塔頂(ding)部掛片結果表明，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)(jin)的(de)(de)全面腐(fu)蝕速(su)率(lv)僅為0.075m/a。

  ⑤. 在(zai)含磷酸的(de)一些介質中試驗指出，在(zai)55%H3PO4+0.8%HF 溶液(ye)中，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金(jin)的(de)腐蝕速率為0.412mm/a。

  ⑥. 在堿(jian)中在實驗(yan)(yan)室內50%NaOH中0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的(de)年腐(fu)蝕速(su)率為0.0125mm/a。經500小時試驗(yan)(yan)，未(wei)見有應力腐(fu)蝕產生。

  ⑦. 在鹽酸中由于此合金鉬含(han)量高(gao)，在室溫(wen)(wen)鹽酸中有(you)一定的(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)性。但溫(wen)(wen)度升高(gao)，耐(nai)蝕(shi)(shi)性下降。

 2. 耐局部腐蝕(shi)性

  ①. 耐晶間腐蝕性

  由于其鈮含量高，0Cr22Ni60o9Nb4 合(he)金(jin)具有非常(chang)好(hao)的(de)耐(nai)敏(min)化態晶間腐蝕的(de)性能(neng)。正是由于0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金(jin)的(de)此(ci)種性能(neng)，因(yin)而敏(min)化處(chu)理或(huo)焊后，此(ci)合(he)金(jin)不需再進行固溶處(chu)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(rong)液(ye)中(zhong)，經120銷(xiao)售試驗得出的(de)T-T-S(時間－溫(wen)度－敏(min)（化(hua)(hua)）曲線。顯然，軟(ruan)(ruan)化(hua)(hua)退(tui)火處理再經敏(min)化(hua)(hua)較固溶(rong)處理再敏(min)化(hua)(hua)的(de)00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合金晶間腐(fu)蝕敏(min)感性(xing)要低(di)得多，這與軟(ruan)(ruan)化(hua)(hua)退(tui)火態經敏(min)化(hua)(hua)后合金中(zhong)大量NbC先于鉻(ge)碳化(hua)(hua)物(wu)優先析(xi)出，防止晶界貧鉻(ge)區的(de)形成有關。

 ②. 耐(nai)點(dian)蝕(shi)性(xing) 

  表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金等在(zai)兩 種酸介(jie)質中的耐(nai)點(dian)蝕性，可(ke)以(yi)看出0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在(zai)試驗(yan)條件下均有優(you)良的耐(nai)點(dian)蝕性，而(er)0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合(he)金則耐(nai)點(dian)蝕性不(bu)良。

 ③. 縫隙腐蝕 

 表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等(deng)合(he)金的(de)縫隙(xi)(xi)腐(fu)(fu)蝕試驗結(jie)果。顯(xian)然(ran)，在所試驗的(de)條件下，625 和(he)(he)625 plus 兩種(zhong)合(he)金的(de)耐縫隙(xi)(xi)腐(fu)(fu)蝕性能中625 plus稍優，但二者均顯(xian)著優于718合(he)金。

 ④. 應(ying)力腐蝕 

  模(mo)擬實際使用環境對0Cr22Ni60Mo9Nb4等合金進行了幾種應力腐蝕試(shi)驗，結果(guo)見表(biao)(biao)。表(biao)(biao)系模(mo)擬深(shen)氣(qi)井條件(jian)，在(zai)高壓(ya)釜中進行試(shi)驗所(suo)取得的結果(guo)，在(zai)此條件(jian)下，表(biao)(biao)明無論是(shi)C型(xing)樣還(huan)是(shi)U型(xing)樣，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的耐應力腐蝕性能都(dou)是(shi)最佳。

  表(biao)系在5%NaCl+0.5%醋酸＋H2S (按NACE TM-077)15%MgCb溶(rong)液(ye)沸騰溫度(du)下進行試(shi)驗(yan)所(suo)取(qu)得的(de)(de)結果。表(biao)的(de)(de)結果表(biao)明(ming)，試(shi)驗(yan)的(de)(de)合(he)金耐(nai)應力腐蝕性能均良(liang)(liang)好，沒(mei)有斷(duan)裂(lie)產生。而表(biao)的(de)(de)結果表(biao)明(ming)，5%MgCl2沸騰條(tiao)件(jian)下 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐(nai)應力腐出性能良(liang)(liang)好，且(qie)均優于(yu)718合(he)金。

 ⑤. 腐蝕疲勞 

   圖系0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)在室溫海水中的腐蝕疲勞試(shi)驗結果，顯然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)的腐蝕疲勞強度要高于所試(shi)驗的 Hastel-loy C和 Incoloy 800 以及通用不(bu)銹鋼304和316。

三、力(li)學性(xing)能等(deng)其他性(xing)能

  1. 力學性能

   一般使(shi)用(yong)(yong)溫(wen)度(du)(du)(du)≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金適(shi)用(yong)(yong)于(yu)冷、熱加工并退火后使(shi)用(yong)(yong)；使(shi)用(yong)(yong)溫(wen)度(du)(du)(du)高于(yu)650℃時，則退火或固溶態均可應用(yong)(yong)。對于(yu)有高溫(wen)蠕變或持(chi)久要求時，建議在(zai)固溶態使(shi)用(yong)(yong)；而(er)細晶粒合(he)金則在(zai)≤ 816℃ 使(shi)用(yong)(yong)以及(ji)在(zai)對疲勞強(qiang)度(du)(du)(du)、硬度(du)(du)(du)和(he)瞬時強(qiang)度(du)(du)(du)又要去的(de)條件下使(shi)用(yong)(yong)。

  表(biao)(biao)系00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)力(li)學(xue)性(xing)(xing)能(neng)(neng)。從表(biao)(biao)結(jie)果可(ke)知，此合(he)(he)(he)金(jin)經(jing)(jing)732℃單時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)后屈服強(qiang)(qiang)度(du)(du)較低（690~793MPa),而經(jing)(jing)雙(shuang)時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)后，可(ke)獲(huo)得高(gao)達827~956MPa的(de)(de)(de)(de)(de)屈服強(qiang)(qiang)度(du)(du)且仍具有較高(gao)塑性(xing)(xing)，雙(shuang)時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)，若(ruo)將第一次時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)溫(wen)度(du)(du)從718℃提(ti)高(gao)到746℃,則(ze)合(he)(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)硬度(du)(du)也會有所提(ti)高(gao)。表(biao)(biao)3-5-109的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)果表(biao)(biao)明，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金(jin)經(jing)(jing)固溶(rong)處(chu)(chu)理(li)再經(jing)(jing)746℃x8h爐冷＋621℃ × 8小時(shi)(shi)(shi)(shi)空(kong)冷雙(shuang)時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)處(chu)(chu)理(li)并(bing)在(zai)(zai)316℃保(bao)持1000小時(shi)(shi)(shi)(shi)后測定(ding)其性(xing)(xing)能(neng)(neng)，對(dui)此合(he)(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)抗(kang)張性(xing)(xing)能(neng)(neng)并(bing)無明顯影響；表(biao)(biao)的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)果系經(jing)(jing)時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)處(chu)(chu)理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金(jin)和經(jing)(jing)冷加(jia)(jia)工變(bian)形量25%的(de)(de)(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)(he)金(jin)在(zai)(zai)232℃時(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)抗(kang)拉性(xing)(xing)能(neng)(neng)，可(ke)以(yi)看出，與室溫(wen)性(xing)(xing)能(neng)(neng)相比，經(jing)(jing)冷加(jia)(jia)工變(bian)形提(ti)高(gao)強(qiang)(qiang)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)(he)金(jin)其強(qiang)(qiang)度(du)(du)降低明顯，而經(jing)(jing)時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)處(chu)(chu)理(li)提(ti)高(gao)強(qiang)(qiang)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度(du)(du)則(ze)降低較少(shao)，表(biao)(biao)系0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)力(li)學(xue)性(xing)(xing)能(neng)(neng)。

  2. 物理性能

  表列(lie)出了 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的物理性(xing)能 

  3.  焊接性能

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金焊接(jie)性能(neng)良好。可采用(yong)(yong)通用(yong)(yong)的(de)焊接(jie)方(fang)法(fa)，例(li)如(ru) GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和(he)SAW以(yi)及SMAW(MMA)等，而(er)不會遇到特殊困難。

  4. 冷熱加工及成型性能

  由(you)于0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)較(jiao)(jiao)高(gao)的高(gao)溫變形抗力(li)，因此需要(yao)較(jiao)(jiao)高(gao)的加(jia)熱溫度，一般(ban)約為(wei)1170℃。大量變形以在1170~1010℃為(wei)宜；微量變形可在930℃以上進行(xing)。此合金(jin)的冷(leng)加(jia)工和冷(leng)成(cheng)型性(xing)亦(yi)佳；與(yu)其(qi)他高(gao)鎳、鉻、鉬合金(jin)性(xing)能相近(jin)。圖系合金(jin)冷(leng)變形量與(yu)硬度的關系并與(yu)其(qi)他材料進行(xing)比較(jiao)(jiao)的結果。由(you)圖可知，由(you)于0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)冷(leng)作硬化(hua)傾向較(jiao)(jiao)大，故進行(xing)冷(leng)加(jia)工和冷(leng)成(cheng)型時(shi)要(yao)及時(shi)進行(xing)中(zhong)間(jian)軟化(hua)退火處理。

  5. 熱(re)處理

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合金用于高溫高強度用途，系在(zai)約1120℃進行固溶處理（合金中含(han)碳(tan)(tan)量～0.05%).用于耐濕(shi)態腐蝕用途（低碳(tan)(tan)量～0.03%)多采用軟化(hua)退火處理，溫度為950~1050℃(以～980℃為宜）；為了(le)防(fang)止焊后的(de)晶(jing)間(jian)腐蝕傾向(xiang)，也可在(zai)900~1100℃進行穩定化(hua)處理，由于NbC的(de)優先形成可避免鉻(ge)碳(tan)(tan)化(hua)物(wu)形成所導(dao)致的(de)晶(jing)界(jie)鉻(ge)貧化(hua)。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)的(de)大截面棒材可在(zai)1025~1052℃加熱，保溫2~4小(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)后快冷，此(ci)時(shi)(shi)(shi)(shi)可獲得(de)充分(fen)再(zai)結晶，同時(shi)(shi)(shi)(shi)仍有(you)穩定的(de)高鈦(tai)、鈮的(de)碳(tan)化(hua)物沉淀存在(zai)。為了使(shi)此(ci)合(he)金(jin)獲得(de)最高強度(du)，固溶處理(li)后可再(zai)進(jin)行雙時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)，第一次在(zai)718~746℃時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)8小(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)，隨(sui)后以50℃/小(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)速度(du)冷卻到621℃,再(zai)進(jin)行保溫8小(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)第二次時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)，隨(sui)后空冷。控制適宜的(de)時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)，會由于高鉻、鉬碳(tan)化(hua)物的(de)減少獲得(de)良好(hao)的(de)耐點蝕(shi)、耐縫(feng)隙腐蝕(shi)和耐應(ying)力腐蝕(shi)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。