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0Cr22Ni60Mo9Nb4 (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(he)組織(zhi)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(nai)腐蝕性能(neng)

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)在大氣、天然(ran)水、海水、中性鹽和堿(jian)等(deng)弱介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)中，基(ji)本(ben)上是(shi)無明顯(xian)腐蝕的。在更(geng)苛刻的介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)中，由于鉻(ge)的存在能(neng)耐(nai)氧(yang)化性酸(suan)，并抗高(gao)溫氧(yang)化；由于是(shi)鎳基(ji)且鉬(mu)含(han)量高(gao)，因此(ci)又(you)耐(nai)還(huan)原(yuan)性酸(suan)介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)。對(dui)于局部腐蝕，高(gao)鉻(ge)、鉬(mu)量使(shi)(shi)此(ci)合金(jin)耐(nai)點蝕和縫隙腐蝕，高(gao)鎳、鉻(ge)量使(shi)(shi)此(ci)合金(jin)耐(nai)應力腐蝕；高(gao)鈮（鈦）量使(shi)(shi)此(ci)合金(jin)不易(yi)產生晶間腐蝕。

 1. 耐全面腐蝕(shi)性(xing)

  ①. 在硝酸(suan)中 在65%HNO3中和沸騰溫度下，此合金固溶態腐蝕率(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. 在氫氟酸中用(yong)螢石與硫酸反應制(zhi)取氫氟酸的蒸發器，它(ta)的襯里一般(ban)用(yong)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金制(zhi)造。與此(ci)同時，蒸發器之間的管線、配件(jian)等也是采用(yong)此(ci)合(he)(he)金。在HF氣提塔頂部掛片結果表(biao)明，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)(he)金的全(quan)面腐蝕(shi)速率僅(jin)為(wei)0.075m/a。

  ⑤. 在含(han)磷酸(suan)的一些(xie)介質中試驗指(zhi)出，在55%H3PO4+0.8%HF 溶(rong)液(ye)中，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的腐(fu)蝕速(su)率為0.412mm/a。

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

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

 2. 耐局部腐蝕性(xing)

  ①. 耐晶間腐蝕(shi)性(xing)

  由(you)于其鈮含量高(gao)，0Cr22Ni60o9Nb4 合金具有非常(chang)好的(de)耐敏化(hua)態晶間腐蝕的(de)性能(neng)。正是由(you)于0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的(de)此(ci)種(zhong)性能(neng)，因而敏化(hua)處(chu)(chu)理或焊(han)后，此(ci)合金不需(xu)再進行固(gu)溶處(chu)(chu)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)。

  根據在(zai)ASTM G28A溶液(ye)中，經120銷(xiao)售試驗得出的T-T-S(時間－溫度－敏(min)(min)（化）曲(qu)線。顯然(ran)，軟化退火處(chu)理(li)再經敏(min)(min)化較固溶處(chu)理(li)再敏(min)(min)化的00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合金晶(jing)間腐蝕敏(min)(min)感性要低得多(duo)，這與(yu)軟化退火態經敏(min)(min)化后(hou)合金中大量NbC先于鉻(ge)碳(tan)化物優先析出，防止晶(jing)界貧(pin)鉻(ge)區的形成有關。

 ②. 耐點蝕性 

  表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金等在兩 種酸介質中的耐(nai)點(dian)蝕(shi)性(xing)，可(ke)以(yi)看出0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在試驗條(tiao)件下均(jun)有優良(liang)的耐(nai)點(dian)蝕(shi)性(xing)，而0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合(he)金則耐(nai)點(dian)蝕(shi)性(xing)不良(liang)。

 ③. 縫隙腐(fu)蝕 

 表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等合金(jin)的縫(feng)隙腐蝕(shi)試(shi)驗結果(guo)。顯然，在所試(shi)驗的條件下(xia)，625 和625 plus 兩種合金(jin)的耐縫(feng)隙腐蝕(shi)性能中625 plus稍優，但(dan)二者均顯著優于718合金(jin)。

 ④. 應(ying)力腐蝕 

  模擬實際(ji)使用環境對0Cr22Ni60Mo9Nb4等合(he)金進(jin)行了(le)幾種應力腐蝕試驗，結(jie)果見(jian)表。表系模擬深氣(qi)井條(tiao)(tiao)件，在高(gao)壓釜(fu)中進(jin)行試驗所取得的結(jie)果，在此條(tiao)(tiao)件下，表明無論是C型樣(yang)(yang)還是U型樣(yang)(yang)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金的耐應力腐蝕性(xing)能都是最佳。

  表(biao)系在5%NaCl+0.5%醋酸＋H2S (按(an)NACE TM-077)15%MgCb溶(rong)液沸騰(teng)溫度下(xia)進行試驗(yan)所取得(de)的結果。表(biao)的結果表(biao)明(ming)，試驗(yan)的合金(jin)耐應(ying)力腐蝕(shi)性能(neng)均良好(hao)，沒有斷裂產生。而表(biao)的結果表(biao)明(ming)，5%MgCl2沸騰(teng)條件下(xia) 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和(he) 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐應(ying)力腐出性能(neng)良好(hao)，且(qie)均優于(yu)718合金(jin)。

 ⑤. 腐蝕疲勞(lao) 

   圖系0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金在室溫(wen)海水中的腐蝕疲勞(lao)試(shi)驗結果，顯(xian)然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合金的腐蝕疲勞(lao)強度要高于所試(shi)驗的 Hastel-loy C和 Incoloy 800 以及通(tong)用(yong)不(bu)銹鋼304和316。

三(san)、力學性能等其他性能

  1. 力學性能

   一般(ban)使(shi)(shi)用(yong)(yong)溫度≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)適用(yong)(yong)于(yu)冷、熱加(jia)工并退火后(hou)使(shi)(shi)用(yong)(yong)；使(shi)(shi)用(yong)(yong)溫度高于(yu)650℃時，則退火或固溶(rong)態(tai)均(jun)可應用(yong)(yong)。對(dui)(dui)于(yu)有(you)高溫蠕變或持久要求時，建議在固溶(rong)態(tai)使(shi)(shi)用(yong)(yong)；而細晶(jing)粒合金(jin)則在≤ 816℃ 使(shi)(shi)用(yong)(yong)以(yi)及(ji)在對(dui)(dui)疲(pi)勞強度、硬度和瞬時強度又(you)要去(qu)的(de)條(tiao)件下使(shi)(shi)用(yong)(yong)。

  表系00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)力學性(xing)(xing)能(neng)(neng)。從表結(jie)果(guo)可(ke)知(zhi)，此(ci)合金(jin)(jin)(jin)(jin)經(jing)(jing)(jing)732℃單(dan)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)后(hou)屈服強(qiang)(qiang)度(du)(du)較低（690~793MPa),而(er)經(jing)(jing)(jing)雙(shuang)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)后(hou)，可(ke)獲得高(gao)(gao)達827~956MPa的(de)(de)(de)(de)屈服強(qiang)(qiang)度(du)(du)且仍具(ju)有較高(gao)(gao)塑性(xing)(xing)，雙(shuang)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)時(shi)(shi)(shi)，若將第(di)一(yi)次時(shi)(shi)(shi)效(xiao)溫(wen)度(du)(du)從718℃提高(gao)(gao)到746℃,則合金(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)硬(ying)度(du)(du)也(ye)會有所提高(gao)(gao)。表3-5-109的(de)(de)(de)(de)結(jie)果(guo)表明(ming)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)(jin)(jin)(jin)經(jing)(jing)(jing)固溶處(chu)(chu)(chu)理(li)再(zai)經(jing)(jing)(jing)746℃x8h爐冷(leng)＋621℃ × 8小時(shi)(shi)(shi)空(kong)冷(leng)雙(shuang)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)處(chu)(chu)(chu)理(li)并(bing)在316℃保持1000小時(shi)(shi)(shi)后(hou)測(ce)定其(qi)性(xing)(xing)能(neng)(neng)，對此(ci)合金(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)抗張(zhang)性(xing)(xing)能(neng)(neng)并(bing)無明(ming)顯影響(xiang)；表的(de)(de)(de)(de)結(jie)果(guo)系經(jing)(jing)(jing)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)處(chu)(chu)(chu)理(li)的(de)(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)(jin)(jin)(jin)和經(jing)(jing)(jing)冷(leng)加工變(bian)形量25%的(de)(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)(jin)(jin)(jin)在232℃時(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)抗拉性(xing)(xing)能(neng)(neng)，可(ke)以看出，與室溫(wen)性(xing)(xing)能(neng)(neng)相比(bi)，經(jing)(jing)(jing)冷(leng)加工變(bian)形提高(gao)(gao)強(qiang)(qiang)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)(jin)(jin)(jin)其(qi)強(qiang)(qiang)度(du)(du)降低明(ming)顯，而(er)經(jing)(jing)(jing)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)處(chu)(chu)(chu)理(li)提高(gao)(gao)強(qiang)(qiang)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度(du)(du)則降低較少(shao)，表系0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)力學性(xing)(xing)能(neng)(neng)。

  2. 物(wu)理性(xing)能

  表列(lie)出了 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的物(wu)理性能 

  3.  焊接(jie)性能

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金焊(han)接性能良好。可采用(yong)通(tong)用(yong)的焊(han)接方法，例如 GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和SAW以(yi)及SMAW(MMA)等，而不(bu)會(hui)遇(yu)到特殊困(kun)難。

  4. 冷(leng)熱(re)加工及成型性能

  由(you)于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)較高的高溫變(bian)形抗力，因(yin)此需要(yao)較高的加(jia)熱溫度(du)，一般約(yue)為1170℃。大量(liang)變(bian)形以在(zai)1170~1010℃為宜；微量(liang)變(bian)形可在(zai)930℃以上進行(xing)(xing)。此合(he)(he)金(jin)的冷(leng)加(jia)工(gong)和(he)冷(leng)成(cheng)型(xing)性亦佳(jia)；與(yu)其他高鎳(nie)、鉻(ge)、鉬合(he)(he)金(jin)性能(neng)相近。圖(tu)系(xi)合(he)(he)金(jin)冷(leng)變(bian)形量(liang)與(yu)硬(ying)度(du)的關系(xi)并與(yu)其他材料進行(xing)(xing)比(bi)較的結果。由(you)圖(tu)可知，由(you)于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)冷(leng)作硬(ying)化傾向較大，故進行(xing)(xing)冷(leng)加(jia)工(gong)和(he)冷(leng)成(cheng)型(xing)時(shi)(shi)要(yao)及時(shi)(shi)進行(xing)(xing)中間軟(ruan)化退火處理。

  5. 熱處理(li)

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)用(yong)(yong)于(yu)(yu)高溫高強度用(yong)(yong)途，系(xi)在(zai)約1120℃進(jin)行(xing)固溶處(chu)(chu)理(li)(li)（合金(jin)中含碳(tan)量～0.05%).用(yong)(yong)于(yu)(yu)耐濕態(tai)腐(fu)(fu)蝕(shi)用(yong)(yong)途（低碳(tan)量～0.03%)多采用(yong)(yong)軟(ruan)化退火處(chu)(chu)理(li)(li)，溫度為(wei)950~1050℃(以(yi)～980℃為(wei)宜）；為(wei)了防(fang)止焊(han)后的晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)傾向，也可在(zai)900~1100℃進(jin)行(xing)穩定化處(chu)(chu)理(li)(li)，由于(yu)(yu)NbC的優先形(xing)成可避免鉻碳(tan)化物形(xing)成所導致的晶(jing)界鉻貧化。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的(de)(de)大截面棒材可(ke)在1025~1052℃加熱，保溫(wen)2~4小時(shi)(shi)后(hou)(hou)(hou)快冷(leng)(leng)，此時(shi)(shi)可(ke)獲得充分再(zai)結晶(jing)，同(tong)時(shi)(shi)仍有穩定的(de)(de)高鈦、鈮的(de)(de)碳化(hua)物沉淀存(cun)在。為了使此合金獲得最高強度(du)，固溶處理后(hou)(hou)(hou)可(ke)再(zai)進(jin)行雙時(shi)(shi)效(xiao)，第(di)一次在718~746℃時(shi)(shi)效(xiao)8小時(shi)(shi)，隨后(hou)(hou)(hou)以(yi)50℃/小時(shi)(shi)的(de)(de)速度(du)冷(leng)(leng)卻(que)到621℃,再(zai)進(jin)行保溫(wen)8小時(shi)(shi)的(de)(de)第(di)二次時(shi)(shi)效(xiao)，隨后(hou)(hou)(hou)空冷(leng)(leng)。控制(zhi)適宜的(de)(de)時(shi)(shi)效(xiao)時(shi)(shi)間，會由于高鉻(ge)、鉬碳化(hua)物的(de)(de)減少獲得良好的(de)(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(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。