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00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti (Inconel 625plus)

 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(zhi)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(fu)蝕(shi)性能

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)在(zai)大氣、天(tian)然水、海水、中(zhong)性鹽和堿等弱介質中(zhong)，基本上是無明顯(xian)腐(fu)蝕的(de)。在(zai)更苛刻的(de)介質中(zhong)，由于鉻(ge)的(de)存在(zai)能(neng)耐氧化性酸(suan)，并抗高(gao)溫氧化；由于是鎳(nie)基且鉬含量高(gao)，因(yin)此又耐還(huan)原(yuan)性酸(suan)介質。對(dui)于局部腐(fu)蝕，高(gao)鉻(ge)、鉬量使此合金(jin)耐點蝕和縫隙腐(fu)蝕，高(gao)鎳(nie)、鉻(ge)量使此合金(jin)耐應(ying)力腐(fu)蝕；高(gao)鈮（鈦）量使此合金(jin)不易(yi)產生(sheng)晶(jing)間腐(fu)蝕。

 1. 耐全面腐蝕性(xing)

  ①. 在硝酸中(zhong) 在65%HNO3中(zhong)和(he)沸(fei)騰溫度下(xia)，此合金固溶態腐(fu)蝕(shi)率(lv)≤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)中用(yong)螢(ying)石與硫酸(suan)反應制(zhi)取氫氟酸(suan)的(de)蒸發器，它的(de)襯里一般用(yong)0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)制(zhi)造。與此同時，蒸發器之間的(de)管(guan)線(xian)、配件等(deng)也是采用(yong)此合金(jin)。在HF氣提塔頂部掛(gua)片結(jie)果表明，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的(de)全(quan)面腐蝕速(su)率僅為0.075m/a。

  ⑤. 在(zai)含磷(lin)酸的一(yi)些介質中試驗指(zhi)出，在(zai)55%H3PO4+0.8%HF 溶(rong)液中，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的腐(fu)蝕速率為0.412mm/a。

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

  ⑦. 在(zai)鹽酸中由于此合金鉬含量高，在(zai)室溫(wen)鹽酸中有一定的耐蝕性。但(dan)溫(wen)度升(sheng)高，耐蝕性下降。

 2. 耐局部腐蝕性

  ①. 耐晶間腐(fu)蝕性

  由(you)于(yu)其鈮含量高，0Cr22Ni60o9Nb4 合(he)金(jin)具有非常好的(de)(de)(de)耐(nai)敏化態晶間腐(fu)蝕的(de)(de)(de)性能。正(zheng)是由(you)于(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金(jin)的(de)(de)(de)此種性能，因而(er)敏化處理或(huo)焊(han)后(hou)，此合(he)金(jin)不需(xu)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ASTM G28A溶液中，經120銷售試(shi)驗得(de)出(chu)的(de)T-T-S(時間(jian)－溫度(du)－敏(min)(min)（化）曲(qu)線。顯然(ran)，軟化退火處理再(zai)經敏(min)(min)化較固(gu)溶處理再(zai)敏(min)(min)化的(de)00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合(he)金晶間(jian)腐蝕(shi)敏(min)(min)感性要(yao)低得(de)多，這與(yu)軟化退火態經敏(min)(min)化后(hou)合(he)金中大量(liang)NbC先于(yu)鉻(ge)碳化物(wu)優先析出(chu)，防止晶界貧鉻(ge)區的(de)形成有(you)關(guan)。

 ②. 耐(nai)點蝕性 

  表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金等在兩 種酸(suan)介質中(zhong)的(de)耐點蝕(shi)性，可以看(kan)出(chu)0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在試(shi)驗條件下(xia)均有(you)優良的(de)耐點蝕(shi)性，而0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合金則耐點蝕(shi)性不(bu)良。

 ③. 縫隙腐(fu)蝕 

 表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等合金的縫(feng)隙腐蝕試(shi)驗(yan)結果。顯然，在所試(shi)驗(yan)的條件下，625 和(he)625 plus 兩(liang)種合金的耐縫(feng)隙腐蝕性能中625 plus稍優，但(dan)二者均(jun)顯著優于718合金。

 ④. 應力腐蝕 

  模擬(ni)(ni)實際使用環境對(dui)0Cr22Ni60Mo9Nb4等合(he)(he)金(jin)進行(xing)了幾種應力(li)腐蝕試(shi)驗(yan)(yan)，結(jie)果(guo)見表(biao)。表(biao)系模擬(ni)(ni)深氣井條(tiao)件，在高(gao)壓釜中(zhong)進行(xing)試(shi)驗(yan)(yan)所取(qu)得(de)的結(jie)果(guo)，在此條(tiao)件下，表(biao)明無論是(shi)C型(xing)樣還是(shi)U型(xing)樣，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)的耐應力(li)腐蝕性(xing)能都是(shi)最(zui)佳。

  表(biao)系在5%NaCl+0.5%醋酸＋H2S (按NACE TM-077)15%MgCb溶液沸騰溫(wen)度下進行(xing)試驗所取得(de)的(de)結果。表(biao)的(de)結果表(biao)明(ming)，試驗的(de)合金耐應(ying)力腐蝕性(xing)能均(jun)良好，沒有斷裂產生。而表(biao)的(de)結果表(biao)明(ming)，5%MgCl2沸騰條(tiao)件下 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐應(ying)力腐出(chu)性(xing)能良好，且均(jun)優于718合金。

 ⑤. 腐蝕疲勞 

   圖(tu)系(xi)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金在室溫海水中的(de)腐蝕疲勞試(shi)驗結果，顯然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金的(de)腐蝕疲勞強(qiang)度要高于所試(shi)驗的(de) Hastel-loy C和(he) Incoloy 800 以及通用(yong)不(bu)銹鋼304和(he)316。

三、力學(xue)性(xing)能(neng)等其他(ta)性(xing)能(neng)

  1. 力學(xue)性(xing)能(neng)

   一般使用溫度≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金(jin)適用于冷、熱加工并退火(huo)后使用；使用溫度高于650℃時，則退火(huo)或固(gu)溶(rong)態均可應用。對(dui)于有高溫蠕變或持久(jiu)要(yao)求時，建議在固(gu)溶(rong)態使用；而細晶(jing)粒(li)合(he)金(jin)則在≤ 816℃ 使用以及(ji)在對(dui)疲(pi)勞強(qiang)度、硬度和瞬時強(qiang)度又要(yao)去的(de)條件下使用。

  表系(xi)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金的(de)(de)力學(xue)性(xing)(xing)能。從表結果(guo)可知，此(ci)合(he)金經(jing)(jing)732℃單時(shi)效(xiao)后(hou)屈服(fu)強度(du)(du)較(jiao)低（690~793MPa),而經(jing)(jing)雙時(shi)效(xiao)后(hou)，可獲得高(gao)達(da)827~956MPa的(de)(de)屈服(fu)強度(du)(du)且仍(reng)具有較(jiao)高(gao)塑性(xing)(xing)，雙時(shi)效(xiao)時(shi)，若將第一次時(shi)效(xiao)溫度(du)(du)從718℃提高(gao)到746℃,則合(he)金的(de)(de)硬度(du)(du)也(ye)會(hui)有所提高(gao)。表3-5-109的(de)(de)結果(guo)表明(ming)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金經(jing)(jing)固溶處(chu)理再經(jing)(jing)746℃x8h爐冷(leng)＋621℃ × 8小時(shi)空冷(leng)雙時(shi)效(xiao)處(chu)理并(bing)在(zai)316℃保持1000小時(shi)后(hou)測定其性(xing)(xing)能，對此(ci)合(he)金的(de)(de)抗(kang)張性(xing)(xing)能并(bing)無(wu)明(ming)顯影響(xiang)；表的(de)(de)結果(guo)系(xi)經(jing)(jing)時(shi)效(xiao)處(chu)理的(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金和(he)經(jing)(jing)冷(leng)加工變形(xing)量25%的(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金在(zai)232℃時(shi)的(de)(de)抗(kang)拉性(xing)(xing)能，可以(yi)看出，與室溫性(xing)(xing)能相比(bi)，經(jing)(jing)冷(leng)加工變形(xing)提高(gao)強度(du)(du)的(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金其強度(du)(du)降低明(ming)顯，而經(jing)(jing)時(shi)效(xiao)處(chu)理提高(gao)強度(du)(du)的(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金的(de)(de)強度(du)(du)則降低較(jiao)少，表系(xi)0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金的(de)(de)高(gao)溫力學(xue)性(xing)(xing)能。

  2. 物理(li)性能

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

  3.  焊接(jie)性(xing)能

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金焊接性能良好。可(ke)采用通用的焊接方法，例如(ru) GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和SAW以及SMAW(MMA)等(deng)，而不會遇到(dao)特殊困難。

  4. 冷(leng)熱加工及成型性能

  由(you)(you)于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金較高的(de)(de)(de)高溫(wen)變(bian)(bian)(bian)形(xing)抗(kang)力(li)，因此需要較高的(de)(de)(de)加(jia)(jia)熱(re)溫(wen)度，一(yi)般約為(wei)1170℃。大(da)量變(bian)(bian)(bian)形(xing)以在(zai)(zai)1170~1010℃為(wei)宜(yi)；微量變(bian)(bian)(bian)形(xing)可在(zai)(zai)930℃以上進(jin)(jin)行。此合(he)(he)金的(de)(de)(de)冷(leng)(leng)(leng)加(jia)(jia)工和冷(leng)(leng)(leng)成(cheng)型性亦(yi)佳(jia)；與其他高鎳、鉻(ge)、鉬合(he)(he)金性能(neng)相近。圖系合(he)(he)金冷(leng)(leng)(leng)變(bian)(bian)(bian)形(xing)量與硬度的(de)(de)(de)關系并與其他材(cai)料(liao)進(jin)(jin)行比較的(de)(de)(de)結果。由(you)(you)圖可知，由(you)(you)于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金冷(leng)(leng)(leng)作硬化傾向較大(da)，故進(jin)(jin)行冷(leng)(leng)(leng)加(jia)(jia)工和冷(leng)(leng)(leng)成(cheng)型時(shi)要及時(shi)進(jin)(jin)行中間軟化退(tui)火(huo)處理。

  5. 熱處理

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)(jin)用(yong)(yong)于高(gao)溫高(gao)強度用(yong)(yong)途，系在約1120℃進行(xing)固溶處(chu)理(li)（合(he)(he)金(jin)(jin)中含(han)碳(tan)量～0.05%).用(yong)(yong)于耐濕態腐蝕用(yong)(yong)途（低碳(tan)量～0.03%)多采用(yong)(yong)軟化(hua)退火處(chu)理(li)，溫度為950~1050℃(以～980℃為宜）；為了防止焊后的晶(jing)間腐蝕傾(qing)向，也可在900~1100℃進行(xing)穩(wen)定(ding)化(hua)處(chu)理(li)，由于NbC的優(you)先形成可避免鉻(ge)碳(tan)化(hua)物形成所導(dao)致的晶(jing)界鉻(ge)貧化(hua)。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的(de)(de)大截面棒(bang)材可(ke)(ke)在1025~1052℃加熱，保溫2~4小時(shi)(shi)后快(kuai)冷，此(ci)時(shi)(shi)可(ke)(ke)獲得充(chong)分再(zai)結晶(jing)，同時(shi)(shi)仍(reng)有穩(wen)定的(de)(de)高(gao)鈦(tai)、鈮的(de)(de)碳化物(wu)沉淀存(cun)在。為了使(shi)此(ci)合金獲得最高(gao)強度，固溶處理后可(ke)(ke)再(zai)進行雙時(shi)(shi)效，第一(yi)次在718~746℃時(shi)(shi)效8小時(shi)(shi)，隨(sui)后以50℃/小時(shi)(shi)的(de)(de)速度冷卻到621℃,再(zai)進行保溫8小時(shi)(shi)的(de)(de)第二次時(shi)(shi)效，隨(sui)后空冷。控(kong)制適宜的(de)(de)時(shi)(shi)效時(shi)(shi)間，會由于(yu)高(gao)鉻、鉬碳化物(wu)的(de)(de)減(jian)少獲得良好的(de)(de)耐(nai)點蝕、耐(nai)縫隙腐(fu)蝕和耐(nai)應力腐(fu)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。