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0Cr22Ni60Mo9Nb4 (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(nai)腐(fu)蝕(shi)性能

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)(jin)在大氣、天然水、海水、中性鹽和堿等弱(ruo)介(jie)質中，基本上是(shi)無明顯腐蝕(shi)的(de)。在更苛刻的(de)介(jie)質中，由于(yu)鉻的(de)存在能耐(nai)氧化(hua)性酸，并(bing)抗(kang)高(gao)(gao)溫氧化(hua)；由于(yu)是(shi)鎳(nie)基且鉬含量(liang)(liang)高(gao)(gao)，因(yin)此又耐(nai)還原(yuan)性酸介(jie)質。對于(yu)局部腐蝕(shi)，高(gao)(gao)鉻、鉬量(liang)(liang)使(shi)此合(he)金(jin)(jin)耐(nai)點蝕(shi)和縫隙腐蝕(shi)，高(gao)(gao)鎳(nie)、鉻量(liang)(liang)使(shi)此合(he)金(jin)(jin)耐(nai)應(ying)力腐蝕(shi)；高(gao)(gao)鈮（鈦）量(liang)(liang)使(shi)此合(he)金(jin)(jin)不(bu)易產生晶間腐蝕(shi)。

 1. 耐(nai)全面腐蝕性

  ①. 在硝酸中 在65%HNO3中和沸騰(teng)溫度(du)下，此合金固溶態腐(fu)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)(suan)(suan)中用螢石與(yu)硫酸(suan)(suan)(suan)反應制取(qu)氫氟酸(suan)(suan)(suan)的蒸(zheng)發器，它(ta)的襯里(li)一般用0Cr22Ni60Mo9Nb4合金制造(zao)。與(yu)此同時，蒸(zheng)發器之間的管線(xian)、配(pei)件等(deng)也是采(cai)用此合金。在HF氣提塔頂部掛(gua)片結(jie)果表(biao)明，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的全(quan)面腐蝕(shi)速率僅為0.075m/a。

  ⑤. 在含磷酸的一些介(jie)質中試驗指出，在55%H3PO4+0.8%HF 溶液中，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金(jin)的腐蝕速(su)率為0.412mm/a。

  ⑥. 在堿中在實驗室(shi)內50%NaOH中0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金的(de)年腐蝕速率為0.0125mm/a。經500小時試(shi)驗，未見有應力腐蝕產生(sheng)。

  ⑦. 在鹽酸(suan)(suan)中由(you)于(yu)此合金鉬(mu)含量高，在室溫(wen)鹽酸(suan)(suan)中有一(yi)定的耐(nai)蝕(shi)性。但(dan)溫(wen)度升高，耐(nai)蝕(shi)性下降。

 2. 耐局部(bu)腐蝕(shi)性

  ①. 耐(nai)晶(jing)間腐蝕(shi)性

  由于其鈮含(han)量高，0Cr22Ni60o9Nb4 合金具有(you)非常(chang)好的耐敏化態晶間(jian)腐(fu)蝕的性(xing)能。正是由于0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的此種性(xing)能，因而敏化處理或焊后，此合金不需再進(jin)行固溶處理。

  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(rong)液(ye)中(zhong)，經120銷售試驗(yan)得出的(de)(de)T-T-S(時間－溫度(du)－敏(min)(min)（化）曲(qu)線。顯然，軟(ruan)化退火處理再(zai)經敏(min)(min)化較固溶(rong)處理再(zai)敏(min)(min)化的(de)(de)00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合金(jin)(jin)晶間腐蝕(shi)敏(min)(min)感性(xing)要(yao)低得多，這與軟(ruan)化退火態經敏(min)(min)化后合金(jin)(jin)中(zhong)大量NbC先于(yu)鉻碳化物優(you)先析出，防止晶界(jie)貧鉻區的(de)(de)形成有關。

 ②. 耐(nai)點蝕性(xing) 

  表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)等在兩 種酸介質中(zhong)的耐點蝕(shi)性，可以看(kan)出0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在試驗(yan)條件(jian)下均有(you)優良(liang)的耐點蝕(shi)性，而0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合金(jin)則耐點蝕(shi)性不良(liang)。

 ③. 縫隙腐蝕 

 表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等合金的(de)縫(feng)隙腐蝕試(shi)(shi)驗結果。顯然，在所試(shi)(shi)驗的(de)條件下，625 和(he)625 plus 兩種合金的(de)耐縫(feng)隙腐蝕性能中625 plus稍優，但二者均顯著優于718合金。

 ④. 應力(li)腐蝕 

  模(mo)擬(ni)(ni)實際使用(yong)環境對(dui)0Cr22Ni60Mo9Nb4等(deng)合金進行了幾種應力(li)腐蝕試驗，結果見表。表系模(mo)擬(ni)(ni)深氣井條件，在高壓釜中進行試驗所取得的結果，在此條件下，表明無論是C型(xing)樣(yang)(yang)還是U型(xing)樣(yang)(yang)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的耐應力(li)腐蝕性能都是最佳。

  表(biao)系(xi)在(zai)5%NaCl+0.5%醋(cu)酸＋H2S (按NACE TM-077)15%MgCb溶液(ye)沸騰溫度下進行試驗所取得的結果。表(biao)的結果表(biao)明，試驗的合金耐(nai)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕性能均(jun)良好，沒有斷(duan)裂(lie)產生。而表(biao)的結果表(biao)明，5%MgCl2沸騰條(tiao)件下 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐(nai)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)出性能良好，且均(jun)優于(yu)718合金。

 ⑤. 腐蝕疲勞 

   圖系(xi)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金(jin)在室溫(wen)海水(shui)中的(de)(de)腐(fu)蝕疲(pi)(pi)勞(lao)試驗結果，顯然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)的(de)(de)腐(fu)蝕疲(pi)(pi)勞(lao)強度(du)要高于所試驗的(de)(de) Hastel-loy C和 Incoloy 800 以及通(tong)用不銹鋼304和316。

三、力學性能(neng)等其他性能(neng)

  1. 力(li)學性能

   一般使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)溫度(du)≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金適(shi)用(yong)(yong)于冷、熱加工并退火后使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)；使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)溫度(du)高(gao)于650℃時(shi)，則退火或固溶(rong)態均可應用(yong)(yong)。對(dui)于有高(gao)溫蠕變或持久要(yao)求時(shi)，建議在固溶(rong)態使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)；而細(xi)晶(jing)粒合(he)金則在≤ 816℃ 使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)以(yi)及在對(dui)疲勞(lao)強(qiang)度(du)、硬度(du)和瞬時(shi)強(qiang)度(du)又要(yao)去的條(tiao)件下(xia)使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)。

  表系(xi)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)力(li)學性(xing)(xing)能(neng)。從(cong)表結(jie)(jie)果(guo)(guo)可知，此(ci)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)經732℃單(dan)時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)后(hou)屈服(fu)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)較(jiao)低（690~793MPa),而(er)(er)經雙(shuang)(shuang)時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)后(hou)，可獲得高(gao)(gao)(gao)達(da)827~956MPa的(de)(de)(de)屈服(fu)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)且(qie)仍具有(you)較(jiao)高(gao)(gao)(gao)塑性(xing)(xing)，雙(shuang)(shuang)時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)，若將第一次時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)溫(wen)(wen)度(du)(du)從(cong)718℃提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)到746℃,則合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)硬度(du)(du)也(ye)會有(you)所(suo)提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)。表3-5-109的(de)(de)(de)結(jie)(jie)果(guo)(guo)表明(ming)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)經固溶處理再經746℃x8h爐冷＋621℃ × 8小時(shi)(shi)(shi)(shi)空冷雙(shuang)(shuang)時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)處理并在316℃保(bao)持1000小時(shi)(shi)(shi)(shi)后(hou)測定其性(xing)(xing)能(neng)，對此(ci)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)抗(kang)張性(xing)(xing)能(neng)并無明(ming)顯影響(xiang)；表的(de)(de)(de)結(jie)(jie)果(guo)(guo)系(xi)經時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)處理的(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)和經冷加工(gong)變(bian)(bian)形量25%的(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)在232℃時(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)抗(kang)拉性(xing)(xing)能(neng)，可以看出，與室溫(wen)(wen)性(xing)(xing)能(neng)相比，經冷加工(gong)變(bian)(bian)形提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)的(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)其強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)降低明(ming)顯，而(er)(er)經時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)處理提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)的(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)則降低較(jiao)少(shao)，表系(xi)0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)力(li)學性(xing)(xing)能(neng)。

  2. 物理性能

  表(biao)列(lie)出了 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的物理(li)性(xing)能 

  3.  焊接性能

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)焊接(jie)性能良(liang)好。可采(cai)用通(tong)用的(de)焊接(jie)方法，例如 GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和SAW以及(ji)SMAW(MMA)等，而(er)不(bu)會遇到(dao)特殊困難。

  4. 冷(leng)熱加工及成型性(xing)能

  由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)較高的高溫(wen)變形(xing)(xing)抗力，因此需要較高的加(jia)熱溫(wen)度(du)(du)，一般約為1170℃。大量(liang)(liang)變形(xing)(xing)以在1170~1010℃為宜；微量(liang)(liang)變形(xing)(xing)可(ke)在930℃以上進(jin)(jin)行(xing)(xing)。此合金(jin)的冷加(jia)工(gong)和冷成型(xing)性亦佳；與(yu)其他(ta)高鎳(nie)、鉻(ge)、鉬合金(jin)性能(neng)相近。圖系合金(jin)冷變形(xing)(xing)量(liang)(liang)與(yu)硬(ying)度(du)(du)的關系并與(yu)其他(ta)材(cai)料進(jin)(jin)行(xing)(xing)比較的結果。由圖可(ke)知(zhi)，由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)冷作硬(ying)化傾(qing)向較大，故進(jin)(jin)行(xing)(xing)冷加(jia)工(gong)和冷成型(xing)時(shi)要及時(shi)進(jin)(jin)行(xing)(xing)中(zhong)間軟(ruan)化退火(huo)處理。

  5. 熱處(chu)理

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合金用于(yu)(yu)高溫(wen)高強度用途，系在約1120℃進(jin)行固(gu)溶處理（合金中含碳量(liang)～0.05%).用于(yu)(yu)耐濕態腐(fu)蝕用途（低碳量(liang)～0.03%)多采用軟化退火處理，溫(wen)度為950~1050℃(以～980℃為宜）；為了(le)防止焊后的(de)晶間腐(fu)蝕傾(qing)向，也可在900~1100℃進(jin)行穩(wen)定(ding)化處理，由于(yu)(yu)NbC的(de)優先形(xing)成可避(bi)免鉻(ge)(ge)碳化物形(xing)成所導致的(de)晶界鉻(ge)(ge)貧化。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的(de)(de)(de)(de)(de)大截面棒(bang)材可在1025~1052℃加熱，保溫(wen)2~4小時(shi)(shi)(shi)(shi)后快冷(leng)(leng)，此(ci)(ci)時(shi)(shi)(shi)(shi)可獲(huo)(huo)得(de)充分再(zai)結晶，同時(shi)(shi)(shi)(shi)仍(reng)有穩定的(de)(de)(de)(de)(de)高鈦、鈮的(de)(de)(de)(de)(de)碳化物沉淀存(cun)在。為(wei)了(le)使(shi)此(ci)(ci)合金獲(huo)(huo)得(de)最高強度，固溶處(chu)理后可再(zai)進行雙時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)，第(di)一次在718~746℃時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)8小時(shi)(shi)(shi)(shi)，隨后以50℃/小時(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)速度冷(leng)(leng)卻到621℃,再(zai)進行保溫(wen)8小時(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)第(di)二次時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)，隨后空冷(leng)(leng)。控制(zhi)適(shi)宜的(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)間，會由(you)于高鉻、鉬碳化物的(de)(de)(de)(de)(de)減(jian)少獲(huo)(huo)得(de)良好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)點蝕、耐(nai)縫(feng)隙腐(fu)蝕和耐(nai)應力腐(fu)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。