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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(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)(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金在大(da)氣、天然水、海水、中(zhong)(zhong)性鹽和(he)(he)(he)堿等弱介(jie)質(zhi)中(zhong)(zhong)，基(ji)本上是無明顯腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)。在更苛刻的(de)介(jie)質(zhi)中(zhong)(zhong)，由于(yu)鉻的(de)存(cun)在能耐氧化性酸(suan)，并抗高(gao)溫氧化；由于(yu)是鎳基(ji)且鉬含量(liang)高(gao)，因此又耐還(huan)原(yuan)性酸(suan)介(jie)質(zhi)。對于(yu)局部腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，高(gao)鉻、鉬量(liang)使(shi)此合(he)金耐點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)和(he)(he)(he)縫(feng)隙腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，高(gao)鎳、鉻量(liang)使(shi)此合(he)金耐應(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)；高(gao)鈮(ni)（鈦(tai)）量(liang)使(shi)此合(he)金不易產生晶間腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。

 1. 耐(nai)全(quan)面腐蝕性(xing)

  ①. 在硝酸中 在65%HNO3中和沸騰溫度下，此合金固溶(rong)態(tai)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(qing)氟(fu)酸中(zhong)用螢石(shi)與(yu)硫(liu)酸反應制(zhi)取氫(qing)氟(fu)酸的蒸(zheng)發器(qi)，它的襯里一般(ban)用0Cr22Ni60Mo9Nb4合金制(zhi)造。與(yu)此(ci)同時，蒸(zheng)發器(qi)之間的管線、配件等也(ye)是采用此(ci)合金。在(zai)HF氣(qi)提塔頂部(bu)掛片結(jie)果表明，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的全面腐蝕速率(lv)僅為(wei)0.075m/a。

  ⑤. 在含(han)磷酸的(de)一些介質中試驗(yan)指(zhi)出，在55%H3PO4+0.8%HF 溶液中，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金的(de)腐蝕速率為0.412mm/a。

  ⑥. 在(zai)堿中在(zai)實(shi)驗室(shi)內(nei)50%NaOH中0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的年腐蝕(shi)速率為0.0125mm/a。經500小時試(shi)驗，未(wei)見有應(ying)力腐蝕(shi)產生。

  ⑦. 在(zai)鹽(yan)酸(suan)中由(you)于(yu)此合金鉬(mu)含量高，在(zai)室(shi)溫鹽(yan)酸(suan)中有一定(ding)的耐(nai)蝕性。但溫度升高，耐(nai)蝕性下降。

 2. 耐局部腐蝕(shi)性

  ①. 耐晶間腐蝕(shi)性

  由于其鈮含量高，0Cr22Ni60o9Nb4 合金具有非常好的耐(nai)敏化態晶間(jian)腐蝕(shi)的性能。正是由于0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的此(ci)(ci)種性能，因而(er)敏化處理(li)或焊后，此(ci)(ci)合金不需再(zai)進行固溶處理(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)。

  根據在ASTM G28A溶液(ye)中(zhong)，經(jing)(jing)120銷售(shou)試(shi)驗得(de)出的T-T-S(時間－溫度－敏(min)(min)（化）曲(qu)線(xian)。顯然(ran)，軟化退火處理再經(jing)(jing)敏(min)(min)化較(jiao)固溶處理再敏(min)(min)化的00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合(he)(he)金晶間腐蝕敏(min)(min)感性(xing)要低得(de)多，這與軟化退火態經(jing)(jing)敏(min)(min)化后合(he)(he)金中(zhong)大量NbC先(xian)于鉻碳化物優先(xian)析(xi)出，防止晶界貧鉻區(qu)的形成有關(guan)。

 ②. 耐點(dian)蝕性 

  表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)等在兩 種酸介(jie)質(zhi)中的耐(nai)(nai)點蝕性，可(ke)以看出0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在試(shi)驗(yan)條件下均有優良(liang)的耐(nai)(nai)點蝕性，而0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合金(jin)則耐(nai)(nai)點蝕性不良(liang)。

 ③. 縫隙(xi)腐蝕(shi) 

 表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等合金的(de)縫隙(xi)腐(fu)蝕(shi)試驗(yan)(yan)結果(guo)。顯然，在(zai)所試驗(yan)(yan)的(de)條(tiao)件(jian)下，625 和625 plus 兩種(zhong)合金的(de)耐縫隙(xi)腐(fu)蝕(shi)性能中625 plus稍優，但(dan)二者(zhe)均(jun)顯著優于718合金。

 ④. 應力(li)腐蝕 

  模擬(ni)實際使用環境對0Cr22Ni60Mo9Nb4等合金(jin)進行了幾種應力腐(fu)蝕(shi)試驗(yan)，結(jie)(jie)果(guo)見表(biao)。表(biao)系模擬(ni)深氣井條(tiao)件，在高(gao)壓釜中進行試驗(yan)所取(qu)得的(de)結(jie)(jie)果(guo)，在此條(tiao)件下，表(biao)明(ming)無論(lun)是(shi)C型樣還是(shi)U型樣，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)的(de)耐應力腐(fu)蝕(shi)性(xing)能(neng)都是(shi)最佳。

  表(biao)(biao)系(xi)在5%NaCl+0.5%醋酸(suan)＋H2S (按NACE TM-077)15%MgCb溶液(ye)沸騰(teng)溫(wen)度下(xia)進行試驗(yan)所取得的(de)結(jie)(jie)果。表(biao)(biao)的(de)結(jie)(jie)果表(biao)(biao)明，試驗(yan)的(de)合(he)金耐(nai)應力腐蝕性能均良(liang)好，沒有斷(duan)裂產生。而表(biao)(biao)的(de)結(jie)(jie)果表(biao)(biao)明，5%MgCl2沸騰(teng)條件下(xia) 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐(nai)應力腐出性能良(liang)好，且(qie)均優(you)于718合(he)金。

 ⑤. 腐蝕疲勞 

   圖系(xi)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)在室(shi)溫海(hai)水中的腐蝕疲勞試驗(yan)結(jie)果，顯然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)的腐蝕疲勞強度要高于(yu)所試驗(yan)的 Hastel-loy C和 Incoloy 800 以及通用不銹(xiu)鋼304和316。

三、力學性能(neng)等(deng)其他(ta)性能(neng)

  1. 力(li)學(xue)性(xing)能

   一般(ban)使(shi)用(yong)(yong)溫(wen)(wen)度(du)≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金適(shi)用(yong)(yong)于冷、熱加(jia)工(gong)并(bing)退(tui)火(huo)(huo)后使(shi)用(yong)(yong)；使(shi)用(yong)(yong)溫(wen)(wen)度(du)高于650℃時(shi)，則(ze)退(tui)火(huo)(huo)或固溶(rong)態均可應用(yong)(yong)。對于有高溫(wen)(wen)蠕變或持久(jiu)要求(qiu)時(shi)，建議在固溶(rong)態使(shi)用(yong)(yong)；而細(xi)晶粒合(he)金則(ze)在≤ 816℃ 使(shi)用(yong)(yong)以及在對疲勞強度(du)、硬度(du)和(he)瞬時(shi)強度(du)又(you)要去的條(tiao)件下使(shi)用(yong)(yong)。

  表(biao)(biao)(biao)(biao)系00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)力學(xue)(xue)性能(neng)(neng)。從表(biao)(biao)(biao)(biao)結果(guo)可知，此合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)經(jing)(jing)732℃單時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)后屈(qu)服強(qiang)(qiang)度(du)較低(di)（690~793MPa),而經(jing)(jing)雙(shuang)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)后，可獲(huo)得高(gao)達827~956MPa的(de)(de)(de)(de)(de)屈(qu)服強(qiang)(qiang)度(du)且仍具有較高(gao)塑性，雙(shuang)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)，若將第一次時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)溫度(du)從718℃提高(gao)到746℃,則合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)硬度(du)也會(hui)有所提高(gao)。表(biao)(biao)(biao)(biao)3-5-109的(de)(de)(de)(de)(de)結果(guo)表(biao)(biao)(biao)(biao)明，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)經(jing)(jing)固溶處理再經(jing)(jing)746℃x8h爐冷(leng)＋621℃ × 8小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)空冷(leng)雙(shuang)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)處理并在316℃保(bao)持(chi)1000小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)后測(ce)定其性能(neng)(neng)，對此合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)抗張性能(neng)(neng)并無明顯(xian)影響；表(biao)(biao)(biao)(biao)的(de)(de)(de)(de)(de)結果(guo)系經(jing)(jing)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)處理的(de)(de)(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)和(he)經(jing)(jing)冷(leng)加工變形量25%的(de)(de)(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)在232℃時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)抗拉(la)性能(neng)(neng)，可以看出，與室溫性能(neng)(neng)相比，經(jing)(jing)冷(leng)加工變形提高(gao)強(qiang)(qiang)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)其強(qiang)(qiang)度(du)降低(di)明顯(xian)，而經(jing)(jing)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)處理提高(gao)強(qiang)(qiang)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度(du)則降低(di)較少，表(biao)(biao)(biao)(biao)系0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)溫力學(xue)(xue)性能(neng)(neng)。

  2. 物理性能

  表列(lie)出了 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的物理(li)性能 

  3.  焊接性能

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金焊(han)接性能(neng)良(liang)好。可采(cai)用(yong)通用(yong)的焊(han)接方法，例如 GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和SAW以及SMAW(MMA)等，而不會遇到(dao)特(te)殊困難。

  4. 冷(leng)熱加工及成型性能

  由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)(jin)較(jiao)(jiao)高(gao)(gao)的(de)高(gao)(gao)溫(wen)變(bian)形(xing)抗力，因此需要(yao)較(jiao)(jiao)高(gao)(gao)的(de)加熱溫(wen)度(du)，一(yi)般約為(wei)1170℃。大量(liang)變(bian)形(xing)以在1170~1010℃為(wei)宜；微量(liang)變(bian)形(xing)可在930℃以上進行(xing)。此合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)冷(leng)加工和(he)冷(leng)成(cheng)型性亦(yi)佳；與(yu)其他高(gao)(gao)鎳、鉻、鉬(mu)合(he)(he)金(jin)(jin)性能相近。圖系(xi)合(he)(he)金(jin)(jin)冷(leng)變(bian)形(xing)量(liang)與(yu)硬度(du)的(de)關系(xi)并與(yu)其他材料進行(xing)比較(jiao)(jiao)的(de)結果(guo)。由圖可知，由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)(jin)冷(leng)作硬化(hua)傾向(xiang)較(jiao)(jiao)大，故進行(xing)冷(leng)加工和(he)冷(leng)成(cheng)型時要(yao)及時進行(xing)中間(jian)軟化(hua)退火處理(li)。

  5. 熱(re)處理

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合金用于高溫高強度用途，系在(zai)約1120℃進(jin)行固溶處(chu)理（合金中含(han)碳量～0.05%).用于耐濕態(tai)腐蝕用途（低碳量～0.03%)多采用軟化(hua)退火(huo)處(chu)理，溫度為(wei)950~1050℃(以～980℃為(wei)宜）；為(wei)了防止焊后的(de)(de)晶間腐蝕傾向，也可在(zai)900~1100℃進(jin)行穩(wen)定化(hua)處(chu)理，由于NbC的(de)(de)優先形(xing)成(cheng)(cheng)可避(bi)免鉻(ge)碳化(hua)物(wu)形(xing)成(cheng)(cheng)所導(dao)致的(de)(de)晶界(jie)鉻(ge)貧化(hua)。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金的(de)(de)大截面(mian)棒(bang)材可在1025~1052℃加熱，保溫2~4小時(shi)(shi)后快冷(leng)，此時(shi)(shi)可獲得(de)充分再結(jie)晶，同時(shi)(shi)仍有穩定的(de)(de)高(gao)鈦(tai)、鈮的(de)(de)碳化物(wu)沉淀存在。為了使此合(he)金獲得(de)最高(gao)強度，固溶處(chu)理后可再進(jin)行雙時(shi)(shi)效(xiao)，第(di)(di)一次在718~746℃時(shi)(shi)效(xiao)8小時(shi)(shi)，隨后以50℃/小時(shi)(shi)的(de)(de)速度冷(leng)卻到(dao)621℃,再進(jin)行保溫8小時(shi)(shi)的(de)(de)第(di)(di)二次時(shi)(shi)效(xiao)，隨后空冷(leng)。控制適宜(yi)的(de)(de)時(shi)(shi)效(xiao)時(shi)(shi)間，會由于高(gao)鉻(ge)、鉬碳化物(wu)的(de)(de)減少獲得(de)良好的(de)(de)耐點蝕、耐縫隙腐蝕和耐應力腐蝕性能。

四(si)、應(ying)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。