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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(xue)成分(fen)和組(zu)織特(te)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

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和(he)(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金在(zai)大氣(qi)、天然水、海水、中(zhong)(zhong)性鹽和(he)(he)堿等弱介(jie)質(zhi)(zhi)中(zhong)(zhong)，基本上是無明顯腐(fu)(fu)蝕(shi)的。在(zai)更苛刻的介(jie)質(zhi)(zhi)中(zhong)(zhong)，由于(yu)鉻(ge)的存在(zai)能(neng)耐(nai)(nai)氧化(hua)(hua)性酸，并抗高溫氧化(hua)(hua)；由于(yu)是鎳基且鉬(mu)(mu)含量高，因此又耐(nai)(nai)還(huan)原性酸介(jie)質(zhi)(zhi)。對于(yu)局部腐(fu)(fu)蝕(shi)，高鉻(ge)、鉬(mu)(mu)量使(shi)此合(he)金耐(nai)(nai)點(dian)蝕(shi)和(he)(he)縫隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)，高鎳、鉻(ge)量使(shi)此合(he)金耐(nai)(nai)應力腐(fu)(fu)蝕(shi)；高鈮（鈦）量使(shi)此合(he)金不易產生(sheng)晶間腐(fu)(fu)蝕(shi)。

 1. 耐全(quan)面(mian)腐(fu)蝕(shi)性

  ①. 在(zai)硝酸中 在(zai)65%HNO3中和沸騰溫度下，此合金固(gu)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. 在氫氟酸(suan)中(zhong)用螢石與(yu)硫酸(suan)反應制(zhi)取氫氟酸(suan)的蒸發器(qi)，它(ta)的襯里一般用0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)制(zhi)造。與(yu)此同時，蒸發器(qi)之(zhi)間的管線(xian)、配件(jian)等(deng)也是采用此合(he)金(jin)。在HF氣提塔(ta)頂(ding)部掛片結(jie)果表(biao)明，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金(jin)的全面腐蝕(shi)速率(lv)僅為0.075m/a。

  ⑤. 在含(han)磷酸(suan)的一(yi)些介質中試驗指出，在55%H3PO4+0.8%HF 溶液中，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的腐(fu)蝕速率(lv)為0.412mm/a。

  ⑥. 在堿(jian)中在實驗室(shi)內50%NaOH中0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的(de)年腐(fu)蝕速率(lv)為0.0125mm/a。經500小時試驗，未見有應力腐(fu)蝕產生。

  ⑦. 在(zai)(zai)鹽酸中由于此合金鉬含量高，在(zai)(zai)室溫(wen)鹽酸中有一定的耐(nai)蝕(shi)性(xing)。但溫(wen)度升高，耐(nai)蝕(shi)性(xing)下(xia)降。

 2. 耐(nai)局(ju)部腐蝕性

  ①. 耐晶間(jian)腐蝕性

  由(you)于(yu)其鈮含量高，0Cr22Ni60o9Nb4 合(he)金具有非常好的耐(nai)敏化態晶間(jian)腐蝕的性能。正(zheng)是由(you)于(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金的此(ci)種性能，因而敏化處(chu)理(li)(li)或(huo)焊后，此(ci)合(he)金不需(xu)再進行(xing)固溶處(chu)理(li)(li)。

  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ASTM G28A溶(rong)液中(zhong)，經120銷售試驗得(de)出(chu)的T-T-S(時間－溫(wen)度－敏(min)(min)（化(hua)(hua)）曲線。顯然，軟化(hua)(hua)退火處(chu)理(li)再經敏(min)(min)化(hua)(hua)較固溶(rong)處(chu)理(li)再敏(min)(min)化(hua)(hua)的00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合金晶間腐蝕敏(min)(min)感性要低得(de)多，這與軟化(hua)(hua)退火態經敏(min)(min)化(hua)(hua)后合金中(zhong)大量(liang)NbC先于鉻(ge)碳化(hua)(hua)物(wu)優先析出(chu)，防止晶界貧鉻(ge)區的形成有關。

 ②. 耐點蝕性(xing) 

  表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金等在兩 種酸介質(zhi)中(zhong)的耐點(dian)(dian)蝕性(xing)，可(ke)以看出0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在試(shi)驗條件下(xia)均有優良的耐點(dian)(dian)蝕性(xing)，而0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合金則耐點(dian)(dian)蝕性(xing)不良。

 ③. 縫(feng)隙腐蝕 

 表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等合(he)金的縫隙(xi)腐蝕(shi)試(shi)驗結果(guo)。顯(xian)然，在所試(shi)驗的條件下，625 和(he)625 plus 兩(liang)種合(he)金的耐縫隙(xi)腐蝕(shi)性(xing)能中625 plus稍優(you)，但二者(zhe)均顯(xian)著優(you)于(yu)718合(he)金。

 ④. 應力腐蝕 

  模擬(ni)實際使用(yong)環境對0Cr22Ni60Mo9Nb4等合金進行(xing)了(le)幾種(zhong)應(ying)力(li)腐蝕試驗，結果(guo)見表(biao)。表(biao)系模擬(ni)深(shen)氣井條(tiao)件(jian)，在高(gao)壓釜中(zhong)進行(xing)試驗所取得的(de)(de)結果(guo)，在此(ci)條(tiao)件(jian)下，表(biao)明無論(lun)是C型(xing)樣(yang)還是U型(xing)樣(yang)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的(de)(de)耐應(ying)力(li)腐蝕性能都是最(zui)佳。

  表(biao)系在5%NaCl+0.5%醋(cu)酸＋H2S (按NACE TM-077)15%MgCb溶液沸(fei)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)力腐(fu)蝕性能均良好(hao)，沒有斷裂產生。而表(biao)的結果表(biao)明，5%MgCl2沸(fei)騰條(tiao)件下 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐(nai)應(ying)力腐(fu)出性能良好(hao)，且均優于718合金。

 ⑤. 腐蝕(shi)疲勞(lao) 

   圖系(xi)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金在室(shi)溫海水中的(de)腐蝕疲(pi)(pi)勞試(shi)驗(yan)結果，顯然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合金的(de)腐蝕疲(pi)(pi)勞強度要高于所試(shi)驗(yan)的(de) Hastel-loy C和 Incoloy 800 以及通用(yong)不銹鋼304和316。

三、力學性能等其他性能

  1. 力學性能

   一(yi)般使(shi)用(yong)(yong)溫(wen)度(du)≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)適用(yong)(yong)于冷、熱加工并退(tui)(tui)火(huo)后使(shi)用(yong)(yong)；使(shi)用(yong)(yong)溫(wen)度(du)高于650℃時(shi)(shi)，則退(tui)(tui)火(huo)或固(gu)溶態均(jun)可應(ying)用(yong)(yong)。對于有(you)高溫(wen)蠕(ru)變或持久要求(qiu)時(shi)(shi)，建議在固(gu)溶態使(shi)用(yong)(yong)；而細(xi)晶粒合金(jin)則在≤ 816℃ 使(shi)用(yong)(yong)以及(ji)在對疲勞強度(du)、硬度(du)和瞬時(shi)(shi)強度(du)又要去的條件下使(shi)用(yong)(yong)。

  表(biao)系(xi)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)的(de)(de)力學(xue)性能(neng)。從表(biao)結(jie)果(guo)可(ke)(ke)知，此合(he)(he)金(jin)經(jing)732℃單時(shi)效(xiao)(xiao)后(hou)屈服強(qiang)度(du)(du)(du)較低(di)（690~793MPa),而(er)經(jing)雙時(shi)效(xiao)(xiao)后(hou)，可(ke)(ke)獲得高(gao)(gao)達827~956MPa的(de)(de)屈服強(qiang)度(du)(du)(du)且仍(reng)具有較高(gao)(gao)塑性，雙時(shi)效(xiao)(xiao)時(shi)，若將第一次時(shi)效(xiao)(xiao)溫度(du)(du)(du)從718℃提(ti)高(gao)(gao)到746℃,則(ze)(ze)合(he)(he)金(jin)的(de)(de)硬度(du)(du)(du)也會(hui)有所提(ti)高(gao)(gao)。表(biao)3-5-109的(de)(de)結(jie)果(guo)表(biao)明，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)經(jing)固溶(rong)處(chu)(chu)理(li)再經(jing)746℃x8h爐冷＋621℃ × 8小時(shi)空(kong)冷雙時(shi)效(xiao)(xiao)處(chu)(chu)理(li)并在316℃保持1000小時(shi)后(hou)測定(ding)其性能(neng)，對此合(he)(he)金(jin)的(de)(de)抗張性能(neng)并無明顯影響；表(biao)的(de)(de)結(jie)果(guo)系(xi)經(jing)時(shi)效(xiao)(xiao)處(chu)(chu)理(li)的(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)和經(jing)冷加工(gong)變(bian)形量25%的(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)在232℃時(shi)的(de)(de)抗拉性能(neng)，可(ke)(ke)以看(kan)出，與室溫性能(neng)相比，經(jing)冷加工(gong)變(bian)形提(ti)高(gao)(gao)強(qiang)度(du)(du)(du)的(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)其強(qiang)度(du)(du)(du)降(jiang)低(di)明顯，而(er)經(jing)時(shi)效(xiao)(xiao)處(chu)(chu)理(li)提(ti)高(gao)(gao)強(qiang)度(du)(du)(du)的(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)的(de)(de)強(qiang)度(du)(du)(du)則(ze)(ze)降(jiang)低(di)較少，表(biao)系(xi)0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)的(de)(de)高(gao)(gao)溫力學(xue)性能(neng)。

  2. 物理性(xing)能

  表(biao)列出了 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的物理性能(neng) 

  3.  焊接性能

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金焊接(jie)性能良好。可采用通用的焊接(jie)方法(fa)，例如 GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和SAW以及SMAW(MMA)等，而不會遇(yu)到特(te)殊困難。

  4. 冷熱(re)加工(gong)及成(cheng)型性能

  由(you)(you)于(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金較(jiao)高的高溫變形(xing)抗力(li)，因此需要(yao)較(jiao)高的加(jia)熱溫度，一般(ban)約為1170℃。大量變形(xing)以在1170~1010℃為宜；微量變形(xing)可在930℃以上(shang)進(jin)行(xing)。此合(he)金的冷(leng)加(jia)工和冷(leng)成型性亦佳(jia)；與(yu)(yu)其(qi)他(ta)高鎳、鉻、鉬合(he)金性能相近。圖(tu)(tu)系合(he)金冷(leng)變形(xing)量與(yu)(yu)硬(ying)度的關系并(bing)與(yu)(yu)其(qi)他(ta)材料進(jin)行(xing)比較(jiao)的結果。由(you)(you)圖(tu)(tu)可知，由(you)(you)于(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金冷(leng)作(zuo)硬(ying)化傾向較(jiao)大，故進(jin)行(xing)冷(leng)加(jia)工和冷(leng)成型時要(yao)及時進(jin)行(xing)中間(jian)軟化退火處理。

  5. 熱處(chu)理

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)用(yong)(yong)于高溫高強度(du)用(yong)(yong)途(tu)，系在約1120℃進(jin)行固溶(rong)處理（合金(jin)中(zhong)含碳(tan)量(liang)(liang)～0.05%).用(yong)(yong)于耐濕(shi)態腐蝕(shi)用(yong)(yong)途(tu)（低碳(tan)量(liang)(liang)～0.03%)多采(cai)用(yong)(yong)軟(ruan)化(hua)(hua)退火處理，溫度(du)為950~1050℃(以～980℃為宜）；為了防(fang)止焊后(hou)的晶間腐蝕(shi)傾向，也可(ke)在900~1100℃進(jin)行穩定化(hua)(hua)處理，由于NbC的優先形(xing)成可(ke)避免鉻碳(tan)化(hua)(hua)物形(xing)成所導致的晶界鉻貧化(hua)(hua)。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的(de)大截(jie)面棒材可在1025~1052℃加(jia)熱(re)，保溫2~4小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)后快冷(leng)，此(ci)時(shi)(shi)(shi)可獲(huo)得充分再(zai)結晶，同時(shi)(shi)(shi)仍(reng)有穩定的(de)高(gao)鈦、鈮的(de)碳化(hua)物沉淀存在。為了使此(ci)合金獲(huo)得最高(gao)強(qiang)度(du)，固溶處理后可再(zai)進行雙(shuang)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)，第一(yi)次(ci)在718~746℃時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)8小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)，隨(sui)后以50℃/小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)的(de)速度(du)冷(leng)卻到621℃,再(zai)進行保溫8小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)的(de)第二次(ci)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)，隨(sui)后空冷(leng)。控(kong)制適宜的(de)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)間，會(hui)由于高(gao)鉻、鉬(mu)碳化(hua)物的(de)減(jian)少獲(huo)得良好的(de)耐(nai)點蝕(shi)、耐(nai)縫隙腐(fu)蝕(shi)和耐(nai)應(ying)力腐(fu)蝕(shi)性能。

四、應用(yong)

 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。