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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(he)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(er)、 耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性能

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)在(zai)大氣、天然(ran)水(shui)、海水(shui)、中性(xing)(xing)(xing)鹽和堿等弱介質中，基本上是無明(ming)顯腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)。在(zai)更苛刻(ke)的(de)(de)介質中，由于(yu)(yu)鉻的(de)(de)存在(zai)能耐氧化性(xing)(xing)(xing)酸(suan)，并抗高(gao)溫氧化；由于(yu)(yu)是鎳(nie)基且鉬含量(liang)高(gao)，因此又耐還原性(xing)(xing)(xing)酸(suan)介質。對于(yu)(yu)局部(bu)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，高(gao)鉻、鉬量(liang)使此合金(jin)耐點蝕(shi)(shi)(shi)和縫隙腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，高(gao)鎳(nie)、鉻量(liang)使此合金(jin)耐應力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)；高(gao)鈮（鈦）量(liang)使此合金(jin)不易產生晶間(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。

 1. 耐(nai)全面腐蝕性

  ①. 在硝酸中 在65%HNO3中和沸騰溫度下(xia)，此(ci)合(he)金固溶(rong)態腐蝕率(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(qing)氟酸(suan)中用(yong)(yong)螢石與硫酸(suan)反應(ying)制(zhi)取(qu)氫(qing)氟酸(suan)的(de)蒸發(fa)器(qi)(qi)，它(ta)的(de)襯里一般用(yong)(yong)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)制(zhi)造。與此(ci)同時(shi)，蒸發(fa)器(qi)(qi)之(zhi)間(jian)的(de)管線、配件(jian)等也是采用(yong)(yong)此(ci)合(he)金(jin)。在HF氣提塔頂部掛片結果表明(ming)，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金(jin)的(de)全(quan)面腐蝕速率僅為0.075m/a。

  ⑤. 在(zai)(zai)含磷酸的一些(xie)介質中(zhong)試(shi)驗指(zhi)出，在(zai)(zai)55%H3PO4+0.8%HF 溶液中(zhong)，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的腐蝕速率為(wei)0.412mm/a。

  ⑥. 在堿中(zhong)在實驗室內50%NaOH中(zhong)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的年腐蝕速率(lv)為0.0125mm/a。經(jing)500小時(shi)試驗，未見有應力(li)腐蝕產生(sheng)。

  ⑦. 在鹽酸中由(you)于此(ci)合金(jin)鉬含量高，在室溫鹽酸中有一定的(de)耐(nai)蝕性。但溫度升高，耐(nai)蝕性下降。

 2. 耐(nai)局(ju)部腐(fu)蝕性

  ①. 耐(nai)晶間腐蝕性

  由于其鈮含量高，0Cr22Ni60o9Nb4 合金(jin)具有非常好(hao)的耐敏(min)化態晶間腐(fu)蝕的性能。正是由于0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的此種(zhong)性能，因而敏(min)化處理或焊后，此合金(jin)不需(xu)再進行(xing)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(ye)中，經(jing)120銷(xiao)售試(shi)驗(yan)得出的T-T-S(時間－溫度－敏（化(hua)(hua)）曲線。顯然，軟化(hua)(hua)退(tui)火處理再經(jing)敏化(hua)(hua)較固溶處理再敏化(hua)(hua)的00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合金(jin)晶(jing)間腐蝕敏感性要低得多，這與軟化(hua)(hua)退(tui)火態經(jing)敏化(hua)(hua)后合金(jin)中大量NbC先于鉻碳化(hua)(hua)物優(you)先析(xi)出，防(fang)止晶(jing)界貧鉻區的形成有關。

 ②. 耐點蝕性 

  表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金等在兩 種酸介質中的耐(nai)點(dian)蝕性(xing)，可以看出(chu)0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在試(shi)驗(yan)條件下均有優良的耐(nai)點(dian)蝕性(xing)，而0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合金則耐(nai)點(dian)蝕性(xing)不良。

 ③. 縫隙腐蝕 

 表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等合(he)金(jin)的(de)縫隙腐蝕試驗結果(guo)。顯然，在所(suo)試驗的(de)條件下，625 和625 plus 兩種合(he)金(jin)的(de)耐縫隙腐蝕性(xing)能(neng)中625 plus稍優(you)，但(dan)二(er)者均顯著優(you)于718合(he)金(jin)。

 ④. 應力(li)腐蝕(shi) 

  模擬(ni)實際使(shi)用環(huan)境對0Cr22Ni60Mo9Nb4等合(he)金(jin)進(jin)(jin)行了幾種應力腐蝕試驗，結果見表。表系模擬(ni)深氣(qi)井(jing)條件，在(zai)高壓釜中進(jin)(jin)行試驗所取得的結果，在(zai)此條件下，表明無論是(shi)(shi)C型(xing)樣還是(shi)(shi)U型(xing)樣，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)的耐應力腐蝕性(xing)能都是(shi)(shi)最(zui)佳。

  表(biao)系在5%NaCl+0.5%醋酸＋H2S (按NACE TM-077)15%MgCb溶液沸騰溫度下進行(xing)試驗所取得的(de)結(jie)果(guo)(guo)。表(biao)的(de)結(jie)果(guo)(guo)表(biao)明，試驗的(de)合金耐應力腐(fu)蝕性能(neng)均良(liang)好(hao)，沒有斷裂(lie)產生。而(er)表(biao)的(de)結(jie)果(guo)(guo)表(biao)明，5%MgCl2沸騰條(tiao)件下 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐應力腐(fu)出性能(neng)良(liang)好(hao)，且(qie)均優于(yu)718合金。

 ⑤. 腐蝕疲勞(lao) 

   圖系(xi)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金在室溫(wen)海水(shui)中的腐蝕疲勞試驗結果，顯然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合金的腐蝕疲勞強度要高(gao)于所試驗的 Hastel-loy C和(he) Incoloy 800 以及通用(yong)不(bu)銹(xiu)鋼304和(he)316。

三、力(li)學性能(neng)等其他(ta)性能(neng)

  1. 力學性能

   一般使用(yong)溫(wen)度(du)≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)適用(yong)于冷、熱加(jia)工(gong)并退火(huo)后使用(yong)；使用(yong)溫(wen)度(du)高于650℃時，則(ze)退火(huo)或固(gu)溶(rong)態均可應用(yong)。對(dui)于有高溫(wen)蠕(ru)變或持(chi)久(jiu)要求時，建議(yi)在固(gu)溶(rong)態使用(yong)；而細晶(jing)粒(li)合金(jin)則(ze)在≤ 816℃ 使用(yong)以及在對(dui)疲(pi)勞(lao)強(qiang)(qiang)度(du)、硬度(du)和(he)瞬時強(qiang)(qiang)度(du)又要去的條件(jian)下(xia)使用(yong)。

  表(biao)(biao)系(xi)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)的(de)力(li)學(xue)性(xing)能(neng)。從(cong)表(biao)(biao)結果可(ke)知，此合(he)金(jin)經(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)732℃單時(shi)(shi)效后屈服(fu)強度(du)(du)較(jiao)低(di)(di)（690~793MPa),而經(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)雙(shuang)時(shi)(shi)效后，可(ke)獲得高(gao)達827~956MPa的(de)屈服(fu)強度(du)(du)且仍具有較(jiao)高(gao)塑性(xing)，雙(shuang)時(shi)(shi)效時(shi)(shi)，若將(jiang)第一次時(shi)(shi)效溫(wen)(wen)度(du)(du)從(cong)718℃提(ti)(ti)高(gao)到746℃,則合(he)金(jin)的(de)硬度(du)(du)也會有所提(ti)(ti)高(gao)。表(biao)(biao)3-5-109的(de)結果表(biao)(biao)明(ming)(ming)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)經(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)固溶處(chu)理(li)再經(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)746℃x8h爐冷＋621℃ × 8小時(shi)(shi)空冷雙(shuang)時(shi)(shi)效處(chu)理(li)并(bing)在(zai)316℃保持(chi)1000小時(shi)(shi)后測定其(qi)(qi)性(xing)能(neng)，對此合(he)金(jin)的(de)抗張性(xing)能(neng)并(bing)無明(ming)(ming)顯影(ying)響；表(biao)(biao)的(de)結果系(xi)經(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)時(shi)(shi)效處(chu)理(li)的(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)和經(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)冷加工(gong)變形量(liang)25%的(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)在(zai)232℃時(shi)(shi)的(de)抗拉性(xing)能(neng)，可(ke)以看出(chu)，與室(shi)溫(wen)(wen)性(xing)能(neng)相比，經(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)冷加工(gong)變形提(ti)(ti)高(gao)強度(du)(du)的(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)其(qi)(qi)強度(du)(du)降低(di)(di)明(ming)(ming)顯，而經(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)時(shi)(shi)效處(chu)理(li)提(ti)(ti)高(gao)強度(du)(du)的(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)的(de)強度(du)(du)則降低(di)(di)較(jiao)少，表(biao)(biao)系(xi)0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)的(de)高(gao)溫(wen)(wen)力(li)學(xue)性(xing)能(neng)。

  2. 物理性能(neng)

  表列出了 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的物理性能 

  3.  焊接性能

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金焊接(jie)性能(neng)良(liang)好。可(ke)采用通(tong)用的焊接(jie)方法，例(li)如 GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和SAW以及(ji)SMAW(MMA)等，而不會遇到特殊困難。

  4. 冷熱(re)加工及成(cheng)型(xing)性能

  由(you)(you)于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)高(gao)溫變(bian)形(xing)(xing)抗(kang)力，因此需要較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)加熱溫度，一般約為1170℃。大量變(bian)形(xing)(xing)以在1170~1010℃為宜；微量變(bian)形(xing)(xing)可在930℃以上進(jin)(jin)行。此合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)冷加工(gong)和冷成型(xing)性亦(yi)佳；與(yu)(yu)其他高(gao)鎳、鉻、鉬合(he)(he)金(jin)性能相近。圖系合(he)(he)金(jin)冷變(bian)形(xing)(xing)量與(yu)(yu)硬(ying)(ying)度的(de)(de)(de)關(guan)系并(bing)與(yu)(yu)其他材料進(jin)(jin)行比較(jiao)的(de)(de)(de)結果。由(you)(you)圖可知，由(you)(you)于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)冷作硬(ying)(ying)化傾向較(jiao)大，故進(jin)(jin)行冷加工(gong)和冷成型(xing)時(shi)(shi)要及時(shi)(shi)進(jin)(jin)行中(zhong)間軟(ruan)化退火處理。

  5. 熱處理

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)用(yong)于(yu)高(gao)溫高(gao)強度用(yong)途(tu)，系在約1120℃進(jin)行固溶處理(li)（合(he)金(jin)中含碳(tan)(tan)量～0.05%).用(yong)于(yu)耐(nai)濕(shi)態腐蝕用(yong)途(tu)（低碳(tan)(tan)量～0.03%)多采用(yong)軟(ruan)化退火處理(li)，溫度為950~1050℃(以～980℃為宜）；為了防止焊(han)后的(de)(de)晶間(jian)腐蝕傾向，也可在900~1100℃進(jin)行穩定化處理(li)，由(you)于(yu)NbC的(de)(de)優先形成可避免(mian)鉻碳(tan)(tan)化物形成所導(dao)致的(de)(de)晶界鉻貧化。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)的(de)大截面(mian)棒材可在1025~1052℃加熱，保(bao)(bao)溫2~4小(xiao)時后(hou)快冷，此(ci)時可獲(huo)得(de)(de)充分再(zai)結晶，同時仍(reng)有穩定(ding)的(de)高(gao)鈦、鈮的(de)碳化(hua)(hua)物沉淀存(cun)在。為了使此(ci)合金(jin)獲(huo)得(de)(de)最高(gao)強度，固溶處理后(hou)可再(zai)進(jin)行雙時效(xiao)(xiao)，第(di)一次在718~746℃時效(xiao)(xiao)8小(xiao)時，隨后(hou)以50℃/小(xiao)時的(de)速度冷卻到621℃,再(zai)進(jin)行保(bao)(bao)溫8小(xiao)時的(de)第(di)二次時效(xiao)(xiao)，隨后(hou)空冷。控制適宜的(de)時效(xiao)(xiao)時間，會(hui)由于高(gao)鉻、鉬碳化(hua)(hua)物的(de)減少(shao)獲(huo)得(de)(de)良好(hao)的(de)耐(nai)點蝕(shi)、耐(nai)縫隙(xi)腐(fu)蝕(shi)和耐(nai)應力腐(fu)蝕(shi)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。