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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、化學成分和(he)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)、 耐腐蝕性能(neng)

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)在大氣、天然水、海水、中(zhong)性(xing)鹽和堿(jian)等(deng)弱(ruo)介質(zhi)中(zhong)，基本上是(shi)無明(ming)顯(xian)腐(fu)蝕(shi)(shi)的。在更苛刻的介質(zhi)中(zhong)，由(you)(you)于(yu)鉻的存在能耐氧化(hua)性(xing)酸，并抗高(gao)溫氧化(hua)；由(you)(you)于(yu)是(shi)鎳基且鉬含量高(gao)，因此(ci)(ci)又耐還原(yuan)性(xing)酸介質(zhi)。對(dui)于(yu)局部(bu)腐(fu)蝕(shi)(shi)，高(gao)鉻、鉬量使此(ci)(ci)合金(jin)耐點蝕(shi)(shi)和縫隙(xi)腐(fu)蝕(shi)(shi)，高(gao)鎳、鉻量使此(ci)(ci)合金(jin)耐應力腐(fu)蝕(shi)(shi)；高(gao)鈮（鈦）量使此(ci)(ci)合金(jin)不易產生晶間腐(fu)蝕(shi)(shi)。

 1. 耐全面腐蝕性(xing)

  ①. 在硝酸中 在65%HNO3中和沸騰(teng)溫度下，此合金(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)氫氟(fu)(fu)酸中用螢石與硫酸反應(ying)制取氫氟(fu)(fu)酸的蒸(zheng)發(fa)器，它的襯里一般(ban)用0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金制造。與此同時，蒸(zheng)發(fa)器之間的管線(xian)、配件等也是采用此合(he)金。在(zai)HF氣提塔頂部掛片(pian)結果表明，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金的全(quan)面腐蝕速率僅為0.075m/a。

  ⑤. 在(zai)含磷酸(suan)的一些介質中試驗指出(chu)，在(zai)55%H3PO4+0.8%HF 溶液中，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金的腐蝕速率為0.412mm/a。

  ⑥. 在堿中在實驗(yan)室內50%NaOH中0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的年(nian)腐(fu)蝕速率為0.0125mm/a。經(jing)500小時試驗(yan)，未見有應力腐(fu)蝕產(chan)生。

  ⑦. 在鹽酸中由于此合金鉬含量(liang)高(gao)，在室溫鹽酸中有一定的(de)耐(nai)蝕性(xing)。但溫度升高(gao)，耐(nai)蝕性(xing)下降。

 2. 耐局部腐蝕性

  ①. 耐晶(jing)間腐(fu)蝕性

  由于(yu)其鈮含量高，0Cr22Ni60o9Nb4 合(he)金(jin)具有非(fei)常好的耐敏(min)化態(tai)晶間腐(fu)蝕的性(xing)能。正是(shi)由于(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金(jin)的此種性(xing)能，因而敏(min)化處理或(huo)焊(han)后，此合(he)金(jin)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溶液(ye)中，經(jing)(jing)120銷售(shou)試驗得出(chu)的(de)T-T-S(時間(jian)－溫度－敏（化）曲線。顯然(ran)，軟化退火處(chu)理(li)再(zai)經(jing)(jing)敏化較固溶處(chu)理(li)再(zai)敏化的(de)00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合金晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)敏感(gan)性要(yao)低得多，這(zhe)與軟化退火態經(jing)(jing)敏化后合金中大量(liang)NbC先于鉻碳(tan)化物(wu)優先析出(chu)，防止晶(jing)界貧鉻區的(de)形成有關。

 ②. 耐點蝕性(xing) 

  表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)(jin)等在(zai)(zai)兩(liang) 種(zhong)酸介質中的耐點(dian)蝕(shi)性(xing)，可以看(kan)出0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在(zai)(zai)試驗條(tiao)件下均有優良的耐點(dian)蝕(shi)性(xing)，而0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合(he)金(jin)(jin)則耐點(dian)蝕(shi)性(xing)不良。

 ③. 縫隙腐蝕 

 表(biao)系(xi)0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等合(he)(he)金(jin)的(de)縫隙腐蝕試(shi)驗(yan)結果。顯然(ran)，在(zai)所試(shi)驗(yan)的(de)條件下，625 和(he)625 plus 兩種合(he)(he)金(jin)的(de)耐縫隙腐蝕性能中625 plus稍優(you)，但二者(zhe)均(jun)顯著優(you)于718合(he)(he)金(jin)。

 ④. 應力(li)腐蝕 

  模擬實際(ji)使用環(huan)境對0Cr22Ni60Mo9Nb4等合金進行(xing)(xing)了幾種應力腐蝕(shi)試驗，結(jie)果(guo)見表。表系模擬深氣井條(tiao)件，在高壓釜中進行(xing)(xing)試驗所取(qu)得的(de)結(jie)果(guo)，在此條(tiao)件下，表明無(wu)論是C型樣還(huan)是U型樣，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的(de)耐應力腐蝕(shi)性能都是最佳。

  表(biao)系在5%NaCl+0.5%醋酸＋H2S (按NACE TM-077)15%MgCb溶液沸(fei)(fei)騰(teng)溫度(du)下進(jin)行(xing)試驗所取得的(de)結果(guo)(guo)。表(biao)的(de)結果(guo)(guo)表(biao)明，試驗的(de)合金耐應(ying)力腐蝕性能(neng)均(jun)良(liang)(liang)好，沒有斷裂產生。而表(biao)的(de)結果(guo)(guo)表(biao)明，5%MgCl2沸(fei)(fei)騰(teng)條件下 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐應(ying)力腐出性能(neng)良(liang)(liang)好，且均(jun)優于718合金。

 ⑤. 腐蝕(shi)疲勞 

   圖系(xi)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)(he)金在室(shi)溫海(hai)水中的腐蝕(shi)疲勞試驗(yan)結果，顯然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金的腐蝕(shi)疲勞強度要高于所試驗(yan)的 Hastel-loy C和 Incoloy 800 以及通用(yong)不銹鋼304和316。

三、力學性(xing)能(neng)等其他性(xing)能(neng)

  1. 力學性能(neng)

   一般使(shi)用(yong)(yong)溫(wen)度≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金適(shi)用(yong)(yong)于(yu)(yu)冷、熱加工(gong)并退火后使(shi)用(yong)(yong)；使(shi)用(yong)(yong)溫(wen)度高(gao)于(yu)(yu)650℃時(shi)，則(ze)退火或(huo)固溶(rong)態(tai)均可(ke)應用(yong)(yong)。對于(yu)(yu)有高(gao)溫(wen)蠕(ru)變或(huo)持(chi)久(jiu)要求時(shi)，建議在(zai)固溶(rong)態(tai)使(shi)用(yong)(yong)；而(er)細(xi)晶粒合(he)金則(ze)在(zai)≤ 816℃ 使(shi)用(yong)(yong)以及在(zai)對疲勞強度、硬(ying)度和瞬(shun)時(shi)強度又要去(qu)的條件下使(shi)用(yong)(yong)。

  表系00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)力學性能(neng)(neng)(neng)。從表結果(guo)可(ke)知，此(ci)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)經(jing)(jing)(jing)732℃單時(shi)效(xiao)后(hou)屈(qu)服強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)較(jiao)低（690~793MPa),而經(jing)(jing)(jing)雙時(shi)效(xiao)后(hou)，可(ke)獲(huo)得高達827~956MPa的(de)屈(qu)服強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)且仍(reng)具有較(jiao)高塑(su)性，雙時(shi)效(xiao)時(shi)，若將第一(yi)次時(shi)效(xiao)溫(wen)度(du)(du)從718℃提高到746℃,則(ze)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)硬度(du)(du)也會有所提高。表3-5-109的(de)結果(guo)表明(ming)(ming)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)經(jing)(jing)(jing)固(gu)溶處(chu)(chu)理(li)再經(jing)(jing)(jing)746℃x8h爐冷＋621℃ × 8小(xiao)時(shi)空冷雙時(shi)效(xiao)處(chu)(chu)理(li)并在(zai)316℃保持(chi)1000小(xiao)時(shi)后(hou)測定其性能(neng)(neng)(neng)，對此(ci)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)抗(kang)張性能(neng)(neng)(neng)并無(wu)明(ming)(ming)顯影響；表的(de)結果(guo)系經(jing)(jing)(jing)時(shi)效(xiao)處(chu)(chu)理(li)的(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)和經(jing)(jing)(jing)冷加工變(bian)形量25%的(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)在(zai)232℃時(shi)的(de)抗(kang)拉(la)性能(neng)(neng)(neng)，可(ke)以看出，與室溫(wen)性能(neng)(neng)(neng)相比，經(jing)(jing)(jing)冷加工變(bian)形提高強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)的(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)其強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)降低明(ming)(ming)顯，而經(jing)(jing)(jing)時(shi)效(xiao)處(chu)(chu)理(li)提高強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)的(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)則(ze)降低較(jiao)少，表系0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)高溫(wen)力學性能(neng)(neng)(neng)。

  2. 物理(li)性能

  表列出(chu)了(le) 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的物理(li)性能 

  3.  焊接性能

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金焊(han)接性能良好。可(ke)采用通用的焊(han)接方法，例(li)如 GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和SAW以及SMAW(MMA)等，而不(bu)會遇到特殊困難。

  4. 冷熱加工及成型性能

  由(you)于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)較高(gao)的高(gao)溫(wen)變(bian)(bian)形(xing)抗力，因此需要(yao)較高(gao)的加(jia)熱溫(wen)度，一般約為1170℃。大量(liang)變(bian)(bian)形(xing)以(yi)在(zai)1170~1010℃為宜(yi)；微(wei)量(liang)變(bian)(bian)形(xing)可(ke)在(zai)930℃以(yi)上進行。此合(he)金(jin)的冷(leng)加(jia)工和冷(leng)成(cheng)型性亦佳；與其他高(gao)鎳、鉻、鉬合(he)金(jin)性能相近。圖(tu)系合(he)金(jin)冷(leng)變(bian)(bian)形(xing)量(liang)與硬(ying)度的關系并與其他材料(liao)進行比較的結果。由(you)圖(tu)可(ke)知，由(you)于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)冷(leng)作硬(ying)化(hua)傾向較大，故進行冷(leng)加(jia)工和冷(leng)成(cheng)型時(shi)要(yao)及時(shi)進行中間(jian)軟化(hua)退火處理(li)。

  5. 熱處(chu)理

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)用(yong)(yong)于高溫高強度(du)用(yong)(yong)途，系在約1120℃進(jin)行固(gu)溶(rong)處理（合金(jin)中含碳量(liang)～0.05%).用(yong)(yong)于耐濕態腐蝕(shi)(shi)用(yong)(yong)途（低碳量(liang)～0.03%)多(duo)采用(yong)(yong)軟化退(tui)火處理，溫度(du)為950~1050℃(以～980℃為宜）；為了(le)防(fang)止焊后的(de)晶(jing)間腐蝕(shi)(shi)傾向，也可在900~1100℃進(jin)行穩定化處理，由于NbC的(de)優(you)先形成可避免鉻碳化物形成所導致的(de)晶(jing)界鉻貧化。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的(de)大截面(mian)棒(bang)材可在(zai)1025~1052℃加熱，保(bao)溫(wen)2~4小時(shi)(shi)后(hou)快冷，此時(shi)(shi)可獲得充分再(zai)(zai)結晶，同時(shi)(shi)仍有穩定的(de)高(gao)鈦、鈮的(de)碳化(hua)物(wu)沉淀存在(zai)。為了使此合金獲得最高(gao)強度，固溶處(chu)理后(hou)可再(zai)(zai)進行雙時(shi)(shi)效(xiao)，第(di)一(yi)次在(zai)718~746℃時(shi)(shi)效(xiao)8小時(shi)(shi)，隨后(hou)以50℃/小時(shi)(shi)的(de)速度冷卻到(dao)621℃,再(zai)(zai)進行保(bao)溫(wen)8小時(shi)(shi)的(de)第(di)二次時(shi)(shi)效(xiao)，隨后(hou)空(kong)冷。控(kong)制適宜(yi)的(de)時(shi)(shi)效(xiao)時(shi)(shi)間，會(hui)由于高(gao)鉻、鉬碳化(hua)物(wu)的(de)減少(shao)獲得良好的(de)耐點蝕、耐縫隙腐(fu)蝕和耐應力腐(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。