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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、 耐腐蝕性能(neng)

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金在大氣、天然水、海水、中(zhong)性鹽和(he)堿等(deng)弱介質中(zhong)，基(ji)(ji)本上是(shi)無明(ming)顯腐(fu)(fu)蝕的。在更(geng)苛刻的介質中(zhong)，由(you)于(yu)(yu)鉻的存在能耐氧(yang)化(hua)性酸，并抗高溫氧(yang)化(hua)；由(you)于(yu)(yu)是(shi)鎳基(ji)(ji)且鉬含量(liang)高，因此又耐還原性酸介質。對(dui)于(yu)(yu)局部腐(fu)(fu)蝕，高鉻、鉬量(liang)使(shi)此合金耐點蝕和(he)縫隙腐(fu)(fu)蝕，高鎳、鉻量(liang)使(shi)此合金耐應力腐(fu)(fu)蝕；高鈮（鈦(tai)）量(liang)使(shi)此合金不易產生晶(jing)間腐(fu)(fu)蝕。

 1. 耐全面腐蝕(shi)性

  ①. 在(zai)硝酸中 在(zai)65%HNO3中和沸騰溫度下，此合金固溶態腐蝕率≤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)氫氟酸(suan)中(zhong)用螢(ying)石與硫酸(suan)反應制(zhi)取(qu)氫氟酸(suan)的(de)蒸發器，它的(de)襯里一般用0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)制(zhi)造。與此同時，蒸發器之間(jian)的(de)管線、配件等也(ye)是采用此合金(jin)。在(zai)HF氣提塔頂部(bu)掛片結(jie)果表明，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的(de)全面腐蝕(shi)速率僅為(wei)0.075m/a。

  ⑤. 在含磷酸的一些介質中(zhong)試驗指出，在55%H3PO4+0.8%HF 溶液中(zhong)，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的腐蝕速率為(wei)0.412mm/a。

  ⑥. 在堿(jian)中在實(shi)驗室內50%NaOH中0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的年腐蝕(shi)速率為0.0125mm/a。經500小時試驗，未見有應力腐蝕(shi)產生。

  ⑦. 在鹽(yan)酸(suan)(suan)中由于此合金鉬含量高，在室溫鹽(yan)酸(suan)(suan)中有一定的耐蝕性。但溫度升高，耐蝕性下降。

 2. 耐局部(bu)腐蝕性

  ①. 耐晶間腐蝕性

  由(you)于(yu)其(qi)鈮(ni)含量(liang)高，0Cr22Ni60o9Nb4 合金具有(you)非(fei)常(chang)好的(de)(de)耐敏化態晶(jing)間腐蝕的(de)(de)性(xing)能。正(zheng)是(shi)由(you)于(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的(de)(de)此種(zhong)性(xing)能，因而敏化處理或焊后(hou)，此合金不需再進行固(gu)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(gen)據在(zai)ASTM G28A溶液中，經(jing)120銷售試驗得(de)(de)出的(de)T-T-S(時(shi)間－溫度(du)－敏（化）曲線(xian)。顯(xian)然(ran)，軟(ruan)化退火處理再經(jing)敏化較固溶處理再敏化的(de)00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合金(jin)晶間腐蝕敏感性(xing)要(yao)低得(de)(de)多(duo)，這與軟(ruan)化退火態經(jing)敏化后合金(jin)中大量(liang)NbC先(xian)于鉻碳化物優先(xian)析出，防止晶界貧鉻區的(de)形成有(you)關(guan)。

 ②. 耐(nai)點(dian)蝕性 

  表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)等在(zai)兩 種酸介(jie)質中的耐點(dian)蝕性(xing)，可以(yi)看出0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在(zai)試(shi)驗條(tiao)件(jian)下(xia)均(jun)有優良(liang)的耐點(dian)蝕性(xing)，而0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合金(jin)則耐點(dian)蝕性(xing)不良(liang)。

 ③. 縫隙(xi)腐蝕(shi) 

 表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等合(he)金的縫隙腐蝕試驗結果。顯(xian)然(ran)，在所試驗的條件(jian)下，625 和(he)625 plus 兩種合(he)金的耐縫隙腐蝕性能中625 plus稍優(you)，但二者均顯(xian)著優(you)于(yu)718合(he)金。

 ④. 應力腐(fu)蝕 

  模擬(ni)實際使用環境對0Cr22Ni60Mo9Nb4等合金進(jin)行了幾種應力腐(fu)蝕試(shi)驗(yan)，結果見(jian)表。表系模擬(ni)深氣井條件，在高壓(ya)釜(fu)中進(jin)行試(shi)驗(yan)所取得的結果，在此(ci)條件下，表明無(wu)論是C型(xing)樣還是U型(xing)樣，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的耐應力腐(fu)蝕性能都是最(zui)佳。

  表系(xi)在5%NaCl+0.5%醋酸＋H2S (按NACE TM-077)15%MgCb溶液(ye)沸(fei)騰(teng)溫度下(xia)進行試驗(yan)所取得的(de)結果(guo)。表的(de)結果(guo)表明(ming)，試驗(yan)的(de)合金(jin)耐(nai)應力(li)腐蝕性(xing)能均良好，沒(mei)有斷裂產生。而表的(de)結果(guo)表明(ming)，5%MgCl2沸(fei)騰(teng)條(tiao)件下(xia) 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐(nai)應力(li)腐出性(xing)能良好，且均優于(yu)718合金(jin)。

 ⑤. 腐蝕疲勞 

   圖系(xi)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)在室(shi)溫海水中的(de)(de)腐蝕疲(pi)勞(lao)試驗(yan)結果，顯(xian)然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)的(de)(de)腐蝕疲(pi)勞(lao)強(qiang)度(du)要高于所試驗(yan)的(de)(de) Hastel-loy C和 Incoloy 800 以及通用不銹(xiu)鋼304和316。

三(san)、力學性能(neng)等其他性能(neng)

  1. 力(li)學性能

   一(yi)般使(shi)(shi)(shi)用(yong)溫(wen)度(du)≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金適用(yong)于冷、熱加工并退火(huo)后使(shi)(shi)(shi)用(yong)；使(shi)(shi)(shi)用(yong)溫(wen)度(du)高于650℃時，則退火(huo)或固溶態均可(ke)應用(yong)。對于有(you)高溫(wen)蠕變或持(chi)久要求(qiu)時，建議在(zai)固溶態使(shi)(shi)(shi)用(yong)；而細(xi)晶粒合(he)金則在(zai)≤ 816℃ 使(shi)(shi)(shi)用(yong)以及在(zai)對疲(pi)勞強度(du)、硬度(du)和瞬時強度(du)又要去的條件下使(shi)(shi)(shi)用(yong)。

  表(biao)系(xi)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)力(li)學(xue)性(xing)(xing)能(neng)。從表(biao)結(jie)(jie)果可(ke)(ke)知，此合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)經(jing)732℃單時(shi)效(xiao)(xiao)后屈服強(qiang)(qiang)度(du)較(jiao)低（690~793MPa),而經(jing)雙時(shi)效(xiao)(xiao)后，可(ke)(ke)獲得(de)高達827~956MPa的(de)(de)(de)屈服強(qiang)(qiang)度(du)且仍具有較(jiao)高塑性(xing)(xing)，雙時(shi)效(xiao)(xiao)時(shi)，若將第一次時(shi)效(xiao)(xiao)溫度(du)從718℃提高到746℃,則(ze)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)硬(ying)度(du)也(ye)會(hui)有所提高。表(biao)3-5-109的(de)(de)(de)結(jie)(jie)果表(biao)明(ming)(ming)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)經(jing)固溶處(chu)(chu)理(li)(li)再經(jing)746℃x8h爐冷(leng)(leng)＋621℃ × 8小(xiao)時(shi)空冷(leng)(leng)雙時(shi)效(xiao)(xiao)處(chu)(chu)理(li)(li)并在316℃保持(chi)1000小(xiao)時(shi)后測定(ding)其(qi)性(xing)(xing)能(neng)，對此合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)抗張性(xing)(xing)能(neng)并無明(ming)(ming)顯影響(xiang)；表(biao)的(de)(de)(de)結(jie)(jie)果系(xi)經(jing)時(shi)效(xiao)(xiao)處(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)和經(jing)冷(leng)(leng)加(jia)工變(bian)形量25%的(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)在232℃時(shi)的(de)(de)(de)抗拉性(xing)(xing)能(neng)，可(ke)(ke)以看出，與室(shi)溫性(xing)(xing)能(neng)相比，經(jing)冷(leng)(leng)加(jia)工變(bian)形提高強(qiang)(qiang)度(du)的(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)其(qi)強(qiang)(qiang)度(du)降(jiang)低明(ming)(ming)顯，而經(jing)時(shi)效(xiao)(xiao)處(chu)(chu)理(li)(li)提高強(qiang)(qiang)度(du)的(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度(du)則(ze)降(jiang)低較(jiao)少，表(biao)系(xi)0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)高溫力(li)學(xue)性(xing)(xing)能(neng)。

  2. 物理性能

  表列出了 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的物理性能 

  3.  焊接性(xing)能

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金焊接性能良好(hao)。可采用(yong)通用(yong)的焊接方法，例如(ru) GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和SAW以及SMAW(MMA)等，而不會遇到特殊困難。

  4. 冷(leng)熱加(jia)工及成型性能

  由(you)于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)較高(gao)(gao)(gao)的(de)高(gao)(gao)(gao)溫變(bian)形(xing)抗力，因此(ci)需(xu)要(yao)較高(gao)(gao)(gao)的(de)加(jia)熱溫度，一(yi)般約為1170℃。大量變(bian)形(xing)以在1170~1010℃為宜(yi)；微量變(bian)形(xing)可在930℃以上進(jin)行。此(ci)合(he)金(jin)的(de)冷(leng)(leng)加(jia)工和冷(leng)(leng)成型性(xing)亦佳；與(yu)其他高(gao)(gao)(gao)鎳、鉻、鉬合(he)金(jin)性(xing)能相近。圖系(xi)合(he)金(jin)冷(leng)(leng)變(bian)形(xing)量與(yu)硬(ying)度的(de)關系(xi)并與(yu)其他材料進(jin)行比(bi)較的(de)結果。由(you)圖可知，由(you)于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)冷(leng)(leng)作硬(ying)化傾向較大，故進(jin)行冷(leng)(leng)加(jia)工和冷(leng)(leng)成型時要(yao)及時進(jin)行中(zhong)間軟(ruan)化退火處理。

  5. 熱(re)處理

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)用(yong)于(yu)高(gao)溫高(gao)強(qiang)度(du)用(yong)途(tu)，系在(zai)約1120℃進(jin)行固溶(rong)處(chu)理(li)（合金(jin)中含碳(tan)量～0.05%).用(yong)于(yu)耐(nai)濕態腐(fu)蝕用(yong)途(tu)（低碳(tan)量～0.03%)多采用(yong)軟化(hua)退火處(chu)理(li)，溫度(du)為950~1050℃(以～980℃為宜）；為了防止焊(han)后的(de)晶間腐(fu)蝕傾(qing)向，也可在(zai)900~1100℃進(jin)行穩(wen)定化(hua)處(chu)理(li)，由于(yu)NbC的(de)優先形(xing)成可避(bi)免(mian)鉻碳(tan)化(hua)物形(xing)成所導致(zhi)的(de)晶界鉻貧化(hua)。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)的(de)(de)大截(jie)面棒材可(ke)(ke)在1025~1052℃加熱，保(bao)溫(wen)2~4小(xiao)(xiao)時(shi)后快冷(leng)(leng)，此時(shi)可(ke)(ke)獲(huo)(huo)得(de)充分再結晶(jing)，同時(shi)仍(reng)有穩定的(de)(de)高鈦、鈮的(de)(de)碳化物(wu)沉淀(dian)存在。為了使此合金(jin)獲(huo)(huo)得(de)最高強度(du)(du)，固溶處理后可(ke)(ke)再進行雙時(shi)效(xiao)(xiao)，第一次(ci)在718~746℃時(shi)效(xiao)(xiao)8小(xiao)(xiao)時(shi)，隨(sui)后以(yi)50℃/小(xiao)(xiao)時(shi)的(de)(de)速度(du)(du)冷(leng)(leng)卻到621℃,再進行保(bao)溫(wen)8小(xiao)(xiao)時(shi)的(de)(de)第二次(ci)時(shi)效(xiao)(xiao)，隨(sui)后空冷(leng)(leng)。控制適宜的(de)(de)時(shi)效(xiao)(xiao)時(shi)間，會由(you)于(yu)高鉻、鉬(mu)碳化物(wu)的(de)(de)減少(shao)獲(huo)(huo)得(de)良好的(de)(de)耐點蝕、耐縫隙腐蝕和耐應(ying)力腐蝕性能。

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。