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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(yi)、化學成分和組織特點

 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(er)、 耐腐(fu)蝕性能

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)在大(da)氣、天然水、海水、中性(xing)鹽和(he)堿等弱介(jie)質(zhi)中，基本上是無明顯腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)。在更苛刻的(de)(de)(de)介(jie)質(zhi)中，由于鉻(ge)的(de)(de)(de)存(cun)在能耐(nai)氧化性(xing)酸，并抗高(gao)(gao)溫氧化；由于是鎳基且鉬含量(liang)(liang)高(gao)(gao)，因此(ci)(ci)又耐(nai)還(huan)原(yuan)性(xing)酸介(jie)質(zhi)。對于局部腐(fu)蝕(shi)，高(gao)(gao)鉻(ge)、鉬量(liang)(liang)使此(ci)(ci)合(he)金(jin)耐(nai)點蝕(shi)和(he)縫隙腐(fu)蝕(shi)，高(gao)(gao)鎳、鉻(ge)量(liang)(liang)使此(ci)(ci)合(he)金(jin)耐(nai)應(ying)力腐(fu)蝕(shi)；高(gao)(gao)鈮(ni)（鈦）量(liang)(liang)使此(ci)(ci)合(he)金(jin)不(bu)易(yi)產生晶間腐(fu)蝕(shi)。

 1. 耐全面腐(fu)蝕性

  ①. 在硝酸中(zhong) 在65%HNO3中(zhong)和沸騰溫度下，此合金(jin)固溶態腐(fu)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)氫氟(fu)酸中(zhong)用螢(ying)石(shi)與(yu)硫酸反應制取氫氟(fu)酸的(de)(de)蒸發器，它的(de)(de)襯里(li)一般用0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)制造。與(yu)此同時，蒸發器之間的(de)(de)管(guan)線、配件(jian)等也是采用此合(he)金(jin)。在(zai)HF氣提塔(ta)頂(ding)部(bu)掛片結果表(biao)明，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金(jin)的(de)(de)全面(mian)腐蝕速(su)率僅為0.075m/a。

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

  ⑥. 在堿中(zhong)在實驗(yan)(yan)室內50%NaOH中(zhong)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的年腐蝕速率為0.0125mm/a。經500小時試驗(yan)(yan)，未見有(you)應(ying)力腐蝕產生。

  ⑦. 在(zai)鹽酸中(zhong)由于此合金鉬含量(liang)高(gao)，在(zai)室溫鹽酸中(zhong)有一定的耐蝕(shi)性。但溫度(du)升高(gao)，耐蝕(shi)性下降。

 2. 耐(nai)局部腐蝕性

  ①. 耐晶(jing)間(jian)腐蝕性

  由(you)(you)于(yu)其(qi)鈮含量(liang)高，0Cr22Ni60o9Nb4 合(he)金具(ju)有非(fei)常好的(de)耐敏(min)化態晶間腐(fu)蝕的(de)性能(neng)。正(zheng)是由(you)(you)于(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金的(de)此種性能(neng)，因而敏(min)化處理(li)(li)或(huo)焊后，此合(he)金不需再進行固溶處理(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)。

  根據在ASTM G28A溶(rong)液中，經120銷售試(shi)驗得(de)出的T-T-S(時間－溫度(du)－敏(min)(min)（化(hua)(hua)(hua)）曲線。顯(xian)然(ran)，軟化(hua)(hua)(hua)退火處理(li)再(zai)經敏(min)(min)化(hua)(hua)(hua)較固溶(rong)處理(li)再(zai)敏(min)(min)化(hua)(hua)(hua)的00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合金晶(jing)間腐蝕(shi)敏(min)(min)感性要低得(de)多(duo)，這與軟化(hua)(hua)(hua)退火態(tai)經敏(min)(min)化(hua)(hua)(hua)后合金中大量NbC先(xian)于(yu)鉻碳化(hua)(hua)(hua)物優先(xian)析出，防止晶(jing)界貧鉻區的形成(cheng)有(you)關。

 ②. 耐(nai)點蝕性 

  表系(xi)0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)等在(zai)兩 種酸介質中的耐點蝕性，可(ke)以看出0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在(zai)試驗(yan)條件下均(jun)有優(you)良的耐點蝕性，而0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合金(jin)則耐點蝕性不良。

 ③. 縫隙腐蝕 

 表系(xi)0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等合金的(de)(de)(de)縫(feng)隙腐蝕試驗(yan)結果。顯(xian)(xian)然(ran)，在所試驗(yan)的(de)(de)(de)條件下，625 和625 plus 兩種合金的(de)(de)(de)耐(nai)縫(feng)隙腐蝕性(xing)能中(zhong)625 plus稍優，但二者均(jun)顯(xian)(xian)著(zhu)優于(yu)718合金。

 ④. 應力腐蝕 

  模擬實(shi)際(ji)使用環(huan)境對0Cr22Ni60Mo9Nb4等合金進行了幾(ji)種應(ying)力腐蝕試驗，結果(guo)見表。表系模擬深氣(qi)井條(tiao)件(jian)，在高壓釜中進行試驗所取得的結果(guo)，在此條(tiao)件(jian)下，表明無論是C型(xing)樣(yang)還(huan)是U型(xing)樣(yang)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的耐應(ying)力腐蝕性能都是最佳。

  表(biao)系在(zai)5%NaCl+0.5%醋酸＋H2S (按NACE TM-077)15%MgCb溶液沸騰溫度下(xia)進行試驗所取得的結果(guo)。表(biao)的結果(guo)表(biao)明(ming)，試驗的合(he)金耐應(ying)力(li)腐(fu)蝕性能均(jun)良好，沒有斷裂產生。而表(biao)的結果(guo)表(biao)明(ming)，5%MgCl2沸騰條件下(xia) 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐應(ying)力(li)腐(fu)出性能良好，且均(jun)優于718合(he)金。

 ⑤. 腐(fu)蝕疲勞(lao) 

   圖(tu)系0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)(he)金(jin)在室溫海水中的腐蝕疲勞試驗(yan)結果，顯(xian)然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)的腐蝕疲勞強度要高于(yu)所試驗(yan)的 Hastel-loy C和 Incoloy 800 以及通用不銹鋼304和316。

三(san)、力學性能(neng)等其他性能(neng)

  1. 力(li)學性(xing)能

   一般(ban)使(shi)用(yong)溫(wen)度(du)(du)≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金適(shi)用(yong)于(yu)冷、熱(re)加工并退(tui)(tui)火后使(shi)用(yong)；使(shi)用(yong)溫(wen)度(du)(du)高于(yu)650℃時(shi)，則退(tui)(tui)火或固(gu)溶(rong)態(tai)均可應用(yong)。對于(yu)有高溫(wen)蠕變或持(chi)久要求(qiu)時(shi)，建議在(zai)固(gu)溶(rong)態(tai)使(shi)用(yong)；而細晶粒合金則在(zai)≤ 816℃ 使(shi)用(yong)以(yi)及在(zai)對疲勞強(qiang)(qiang)度(du)(du)、硬度(du)(du)和(he)瞬(shun)時(shi)強(qiang)(qiang)度(du)(du)又要去的條件下使(shi)用(yong)。

  表(biao)(biao)(biao)系00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)力(li)(li)學(xue)(xue)性(xing)(xing)能(neng)(neng)。從表(biao)(biao)(biao)結果(guo)(guo)可知(zhi)，此合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)經732℃單時(shi)效后屈服(fu)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)較低(di)（690~793MPa),而經雙(shuang)時(shi)效后，可獲得高(gao)(gao)(gao)達827~956MPa的(de)(de)(de)(de)屈服(fu)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)且仍具有較高(gao)(gao)(gao)塑性(xing)(xing)，雙(shuang)時(shi)效時(shi)，若(ruo)將第一次時(shi)效溫度(du)從718℃提(ti)高(gao)(gao)(gao)到746℃,則合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)硬度(du)也會有所提(ti)高(gao)(gao)(gao)。表(biao)(biao)(biao)3-5-109的(de)(de)(de)(de)結果(guo)(guo)表(biao)(biao)(biao)明(ming)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)經固溶(rong)處(chu)理再經746℃x8h爐冷(leng)(leng)＋621℃ × 8小(xiao)時(shi)空(kong)冷(leng)(leng)雙(shuang)時(shi)效處(chu)理并(bing)在(zai)(zai)316℃保(bao)持(chi)1000小(xiao)時(shi)后測(ce)定其性(xing)(xing)能(neng)(neng)，對此合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)抗張性(xing)(xing)能(neng)(neng)并(bing)無明(ming)顯影響；表(biao)(biao)(biao)的(de)(de)(de)(de)結果(guo)(guo)系經時(shi)效處(chu)理的(de)(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)和經冷(leng)(leng)加(jia)工變形量25%的(de)(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)在(zai)(zai)232℃時(shi)的(de)(de)(de)(de)抗拉性(xing)(xing)能(neng)(neng)，可以看(kan)出(chu)，與室溫性(xing)(xing)能(neng)(neng)相比(bi)，經冷(leng)(leng)加(jia)工變形提(ti)高(gao)(gao)(gao)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)的(de)(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)其強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)降(jiang)(jiang)低(di)明(ming)顯，而經時(shi)效處(chu)理提(ti)高(gao)(gao)(gao)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)的(de)(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)則降(jiang)(jiang)低(di)較少，表(biao)(biao)(biao)系0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)溫力(li)(li)學(xue)(xue)性(xing)(xing)能(neng)(neng)。

  2. 物理性能(neng)

  表列出了 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金的物理性能 

  3.  焊接性能

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金焊接(jie)性能(neng)良好。可采用(yong)(yong)通用(yong)(yong)的焊接(jie)方法，例如 GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和(he)SAW以及SMAW(MMA)等，而不會(hui)遇到特殊困難。

  4. 冷熱加工及(ji)成型性能(neng)

  由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)較(jiao)(jiao)高(gao)的(de)高(gao)溫(wen)變形(xing)(xing)(xing)抗力(li)，因此需要較(jiao)(jiao)高(gao)的(de)加(jia)熱溫(wen)度，一般約為1170℃。大(da)量變形(xing)(xing)(xing)以在(zai)1170~1010℃為宜(yi)；微量變形(xing)(xing)(xing)可在(zai)930℃以上進(jin)行(xing)(xing)。此合(he)金(jin)的(de)冷加(jia)工和(he)(he)冷成型性亦佳；與(yu)其(qi)(qi)他高(gao)鎳、鉻、鉬合(he)金(jin)性能相近。圖系(xi)合(he)金(jin)冷變形(xing)(xing)(xing)量與(yu)硬(ying)(ying)度的(de)關系(xi)并與(yu)其(qi)(qi)他材(cai)料進(jin)行(xing)(xing)比較(jiao)(jiao)的(de)結果(guo)。由圖可知，由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)冷作硬(ying)(ying)化傾向(xiang)較(jiao)(jiao)大(da)，故(gu)進(jin)行(xing)(xing)冷加(jia)工和(he)(he)冷成型時要及(ji)時進(jin)行(xing)(xing)中間軟化退火(huo)處理。

  5. 熱處理

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合金用(yong)(yong)于高(gao)溫高(gao)強(qiang)度用(yong)(yong)途，系在約1120℃進(jin)行(xing)固溶(rong)處(chu)(chu)理(li)(li)（合金中(zhong)含(han)碳量～0.05%).用(yong)(yong)于耐(nai)濕態(tai)腐(fu)蝕(shi)用(yong)(yong)途（低碳量～0.03%)多(duo)采用(yong)(yong)軟化(hua)退(tui)火(huo)處(chu)(chu)理(li)(li)，溫度為950~1050℃(以～980℃為宜）；為了防止焊后的(de)晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)傾向，也(ye)可在900~1100℃進(jin)行(xing)穩定化(hua)處(chu)(chu)理(li)(li)，由(you)于NbC的(de)優先形成可避免(mian)鉻(ge)碳化(hua)物形成所導致的(de)晶(jing)界鉻(ge)貧(pin)化(hua)。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金的(de)(de)(de)(de)大(da)截面棒材可(ke)在1025~1052℃加(jia)熱，保溫2~4小(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)(shi)后(hou)快冷(leng)，此(ci)時(shi)(shi)可(ke)獲(huo)得充分再結晶，同時(shi)(shi)仍有(you)穩定(ding)的(de)(de)(de)(de)高(gao)鈦、鈮的(de)(de)(de)(de)碳化物(wu)沉淀存在。為了使此(ci)合(he)金獲(huo)得最(zui)高(gao)強度，固溶處理后(hou)可(ke)再進行雙時(shi)(shi)效，第(di)一次在718~746℃時(shi)(shi)效8小(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)(shi)，隨(sui)后(hou)以(yi)50℃/小(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)速度冷(leng)卻(que)到(dao)621℃,再進行保溫8小(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)第(di)二(er)次時(shi)(shi)效，隨(sui)后(hou)空冷(leng)。控制適宜的(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)效時(shi)(shi)間，會由于高(gao)鉻、鉬碳化物(wu)的(de)(de)(de)(de)減少獲(huo)得良好的(de)(de)(de)(de)耐(nai)點(dian)蝕、耐(nai)縫隙腐蝕和耐(nai)應力腐蝕性能。

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。