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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(fen)和(he)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(nai)腐(fu)蝕性(xing)能

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)在大氣、天然水、海水、中性(xing)鹽和堿等弱介(jie)質(zhi)中，基本上是無明顯腐(fu)(fu)蝕的(de)。在更苛刻(ke)的(de)介(jie)質(zhi)中，由于鉻(ge)的(de)存在能耐(nai)(nai)氧化性(xing)酸，并抗高(gao)溫(wen)氧化；由于是鎳(nie)基且鉬含量(liang)(liang)高(gao)，因此(ci)又(you)耐(nai)(nai)還原性(xing)酸介(jie)質(zhi)。對(dui)于局部(bu)腐(fu)(fu)蝕，高(gao)鉻(ge)、鉬量(liang)(liang)使(shi)此(ci)合(he)金(jin)耐(nai)(nai)點蝕和縫隙腐(fu)(fu)蝕，高(gao)鎳(nie)、鉻(ge)量(liang)(liang)使(shi)此(ci)合(he)金(jin)耐(nai)(nai)應力腐(fu)(fu)蝕；高(gao)鈮(ni)（鈦）量(liang)(liang)使(shi)此(ci)合(he)金(jin)不(bu)易(yi)產生晶間腐(fu)(fu)蝕。

 1. 耐全面腐蝕性(xing)

  ①. 在(zai)(zai)硝酸中(zhong)(zhong) 在(zai)(zai)65%HNO3中(zhong)(zhong)和沸(fei)騰溫度(du)下，此(ci)合金固溶態(tai)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. 在氫氟(fu)酸(suan)中用(yong)螢石與硫酸(suan)反應(ying)制取氫氟(fu)酸(suan)的(de)蒸(zheng)發器，它(ta)的(de)襯里一般用(yong)0Cr22Ni60Mo9Nb4合金制造。與此同時，蒸(zheng)發器之間的(de)管線(xian)、配(pei)件等也是采用(yong)此合金。在HF氣提塔(ta)頂部掛片(pian)結果表(biao)明，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的(de)全面腐蝕速率僅為0.075m/a。

  ⑤. 在含磷酸的一些介質中試(shi)驗(yan)指出，在55%H3PO4+0.8%HF 溶液中，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的腐(fu)蝕速率為0.412mm/a。

  ⑥. 在堿中在實驗室內50%NaOH中0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的年腐蝕速率為(wei)0.0125mm/a。經500小(xiao)時試驗，未見有(you)應力腐蝕產生(sheng)。

  ⑦. 在鹽(yan)酸中由(you)于此合(he)金鉬含量高(gao)(gao)，在室溫鹽(yan)酸中有一定的耐蝕性。但溫度升高(gao)(gao)，耐蝕性下降。

 2. 耐局部腐蝕性

  ①. 耐晶(jing)間腐蝕性

  由(you)于其鈮(ni)含(han)量高，0Cr22Ni60o9Nb4 合(he)(he)金具有(you)非常好的耐敏化態晶間腐蝕的性能。正(zheng)是由(you)于0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)(he)金的此(ci)種性能，因而敏化處理或焊后，此(ci)合(he)(he)金不(bu)需再進行固溶處理。

  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(ju)在(zai)ASTM G28A溶(rong)液中，經(jing)120銷售(shou)試驗得(de)出的T-T-S(時間－溫度－敏(min)（化(hua)(hua)）曲線。顯然，軟化(hua)(hua)退火處理再經(jing)敏(min)化(hua)(hua)較(jiao)固溶(rong)處理再敏(min)化(hua)(hua)的00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合(he)金晶(jing)間腐(fu)蝕敏(min)感性要低得(de)多，這與軟化(hua)(hua)退火態經(jing)敏(min)化(hua)(hua)后合(he)金中大量NbC先于鉻碳化(hua)(hua)物優先析出，防止晶(jing)界貧鉻區的形(xing)成(cheng)有關。

 ②. 耐點蝕性 

  表(biao)系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金等在(zai)兩 種酸介質中的耐(nai)點蝕(shi)(shi)性，可以(yi)看(kan)出0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在(zai)試(shi)驗條(tiao)件下均有(you)優良的耐(nai)點蝕(shi)(shi)性，而(er)0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合金則(ze)耐(nai)點蝕(shi)(shi)性不良。

 ③. 縫(feng)隙腐蝕 

 表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等合(he)金的縫(feng)隙腐蝕試驗結果。顯然，在所試驗的條件(jian)下，625 和(he)625 plus 兩種(zhong)合(he)金的耐縫(feng)隙腐蝕性能中625 plus稍(shao)優，但(dan)二者均顯著優于718合(he)金。

 ④. 應力腐蝕 

  模(mo)擬實際使用環境對0Cr22Ni60Mo9Nb4等合金進(jin)行(xing)了幾種應力腐蝕試驗(yan)，結果見表(biao)。表(biao)系模(mo)擬深氣井條件，在(zai)高(gao)壓(ya)釜(fu)中進(jin)行(xing)試驗(yan)所取得的(de)結果，在(zai)此條件下，表(biao)明無論(lun)是(shi)C型樣還是(shi)U型樣，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的(de)耐應力腐蝕性能都是(shi)最佳(jia)。

  表(biao)(biao)系在5%NaCl+0.5%醋酸＋H2S (按NACE TM-077)15%MgCb溶(rong)液沸(fei)(fei)騰(teng)溫度下(xia)(xia)進行試驗(yan)所取得的(de)結(jie)果(guo)(guo)。表(biao)(biao)的(de)結(jie)果(guo)(guo)表(biao)(biao)明，試驗(yan)的(de)合(he)金(jin)耐應力腐(fu)蝕性能均良好(hao)，沒有斷裂產生(sheng)。而表(biao)(biao)的(de)結(jie)果(guo)(guo)表(biao)(biao)明，5%MgCl2沸(fei)(fei)騰(teng)條件下(xia)(xia) 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和(he) 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐應力腐(fu)出性能良好(hao)，且均優于718合(he)金(jin)。

 ⑤. 腐蝕(shi)疲(pi)勞 

   圖系0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金在室溫海水(shui)中的(de)腐蝕疲勞試驗結(jie)果，顯然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合金的(de)腐蝕疲勞強度要高(gao)于所試驗的(de) Hastel-loy C和 Incoloy 800 以及通用不銹鋼304和316。

三、力學性(xing)(xing)能等其(qi)他性(xing)(xing)能

  1. 力(li)學性能

   一(yi)般使(shi)(shi)(shi)用(yong)溫度(du)≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金(jin)適用(yong)于冷、熱加(jia)工并退火(huo)后使(shi)(shi)(shi)用(yong)；使(shi)(shi)(shi)用(yong)溫度(du)高于650℃時(shi)(shi)，則(ze)退火(huo)或固(gu)溶(rong)(rong)態均可應(ying)用(yong)。對于有高溫蠕變(bian)或持(chi)久要求時(shi)(shi)，建議在(zai)(zai)固(gu)溶(rong)(rong)態使(shi)(shi)(shi)用(yong)；而細晶粒合(he)金(jin)則(ze)在(zai)(zai)≤ 816℃ 使(shi)(shi)(shi)用(yong)以(yi)及在(zai)(zai)對疲勞(lao)強度(du)、硬度(du)和瞬時(shi)(shi)強度(du)又要去的(de)條件下使(shi)(shi)(shi)用(yong)。

  表(biao)(biao)(biao)系00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)的力學(xue)性能。從表(biao)(biao)(biao)結果可(ke)(ke)知(zhi)，此合(he)(he)金(jin)(jin)經(jing)732℃單時效(xiao)后屈(qu)(qu)服強(qiang)度(du)較(jiao)低(di)（690~793MPa),而(er)(er)經(jing)雙(shuang)(shuang)時效(xiao)后，可(ke)(ke)獲得高達(da)827~956MPa的屈(qu)(qu)服強(qiang)度(du)且仍(reng)具有(you)較(jiao)高塑性，雙(shuang)(shuang)時效(xiao)時，若將(jiang)第一次時效(xiao)溫(wen)度(du)從718℃提高到746℃,則(ze)合(he)(he)金(jin)(jin)的硬度(du)也會有(you)所提高。表(biao)(biao)(biao)3-5-109的結果表(biao)(biao)(biao)明(ming)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)經(jing)固溶處(chu)理(li)(li)(li)再經(jing)746℃x8h爐冷(leng)(leng)＋621℃ × 8小(xiao)時空冷(leng)(leng)雙(shuang)(shuang)時效(xiao)處(chu)理(li)(li)(li)并在316℃保持1000小(xiao)時后測定其性能，對此合(he)(he)金(jin)(jin)的抗張(zhang)性能并無明(ming)顯(xian)影響；表(biao)(biao)(biao)的結果系經(jing)時效(xiao)處(chu)理(li)(li)(li)的00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)和經(jing)冷(leng)(leng)加(jia)工變(bian)形量25%的0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)(jin)在232℃時的抗拉性能，可(ke)(ke)以看出(chu)，與(yu)室溫(wen)性能相(xiang)比，經(jing)冷(leng)(leng)加(jia)工變(bian)形提高強(qiang)度(du)的0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)(jin)其強(qiang)度(du)降低(di)明(ming)顯(xian)，而(er)(er)經(jing)時效(xiao)處(chu)理(li)(li)(li)提高強(qiang)度(du)的00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)的強(qiang)度(du)則(ze)降低(di)較(jiao)少，表(biao)(biao)(biao)系0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)的高溫(wen)力學(xue)性能。

  2. 物理性能

  表列(lie)出了(le) 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的物理性能 

  3.  焊(han)接性能

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)焊接性(xing)能(neng)良好(hao)。可采用通用的焊接方法，例如(ru) GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和SAW以(yi)及SMAW(MMA)等，而不會遇(yu)到特(te)殊困難。

  4. 冷熱加工及成型性能

  由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)較(jiao)高(gao)(gao)的(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)變(bian)形抗力(li)，因此需要(yao)較(jiao)高(gao)(gao)的(de)(de)加(jia)熱溫(wen)度，一般約為1170℃。大量變(bian)形以(yi)在1170~1010℃為宜；微量變(bian)形可在930℃以(yi)上進(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)。此合(he)(he)金(jin)的(de)(de)冷(leng)加(jia)工和冷(leng)成(cheng)型(xing)性亦佳；與(yu)其他高(gao)(gao)鎳、鉻、鉬合(he)(he)金(jin)性能相近。圖系合(he)(he)金(jin)冷(leng)變(bian)形量與(yu)硬(ying)度的(de)(de)關系并與(yu)其他材料(liao)進(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)比較(jiao)的(de)(de)結果(guo)。由圖可知(zhi)，由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)冷(leng)作硬(ying)化傾向(xiang)較(jiao)大，故進(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)冷(leng)加(jia)工和冷(leng)成(cheng)型(xing)時(shi)要(yao)及時(shi)進(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)中間(jian)軟化退(tui)火處(chu)理。

  5. 熱處理

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合金用于(yu)高(gao)溫高(gao)強度用途，系(xi)在約1120℃進(jin)行(xing)固溶處理（合金中含碳量(liang)～0.05%).用于(yu)耐濕(shi)態腐蝕用途（低(di)碳量(liang)～0.03%)多(duo)采(cai)用軟化(hua)退火處理，溫度為(wei)950~1050℃(以～980℃為(wei)宜）；為(wei)了(le)防止焊后的晶間腐蝕傾(qing)向，也可在900~1100℃進(jin)行(xing)穩定化(hua)處理，由于(yu)NbC的優先(xian)形成可避免鉻碳化(hua)物(wu)形成所導致的晶界(jie)鉻貧(pin)化(hua)。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金的(de)(de)大(da)截(jie)面棒材可(ke)在1025~1052℃加熱，保溫(wen)2~4小(xiao)時(shi)(shi)后(hou)快冷(leng)，此時(shi)(shi)可(ke)獲得充分(fen)再結(jie)晶(jing)，同時(shi)(shi)仍有穩定的(de)(de)高鈦、鈮的(de)(de)碳化物(wu)沉淀存在。為了使此合(he)金獲得最(zui)高強(qiang)度，固(gu)溶處理后(hou)可(ke)再進行雙(shuang)時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)，第(di)一(yi)次(ci)(ci)在718~746℃時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)8小(xiao)時(shi)(shi)，隨(sui)后(hou)以50℃/小(xiao)時(shi)(shi)的(de)(de)速度冷(leng)卻(que)到621℃,再進行保溫(wen)8小(xiao)時(shi)(shi)的(de)(de)第(di)二次(ci)(ci)時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)，隨(sui)后(hou)空冷(leng)。控制適(shi)宜(yi)的(de)(de)時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)時(shi)(shi)間(jian)，會由于高鉻、鉬碳化物(wu)的(de)(de)減少獲得良好的(de)(de)耐點蝕、耐縫隙腐蝕和(he)耐應(ying)力腐蝕性(xing)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。