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GH 3625（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、化學成分和組織(zhi)特點(dian)

 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(he)(he)金(jin)(jin)在(zai)大氣、天然水、海水、中性(xing)(xing)鹽和堿等(deng)弱介質中，基本(ben)上是無明顯腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的(de)。在(zai)更苛刻的(de)介質中，由于鉻(ge)的(de)存在(zai)能耐氧化(hua)性(xing)(xing)酸，并抗(kang)高溫氧化(hua)；由于是鎳基且鉬(mu)含量(liang)高，因此又耐還原性(xing)(xing)酸介質。對于局部腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)，高鉻(ge)、鉬(mu)量(liang)使此合(he)(he)金(jin)(jin)耐點蝕(shi)和縫隙腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)，高鎳、鉻(ge)量(liang)使此合(he)(he)金(jin)(jin)耐應力腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)；高鈮（鈦）量(liang)使此合(he)(he)金(jin)(jin)不(bu)易產(chan)生晶間腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)。

 1. 耐全面腐蝕性

  ①. 在硝酸中 在65%HNO3中和沸(fei)騰(teng)溫(wen)度下，此合金(jin)固(gu)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)氫氟酸中用螢石與(yu)(yu)硫酸反應制取氫氟酸的(de)蒸發器(qi)，它的(de)襯(chen)里一般用0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金制造。與(yu)(yu)此同(tong)時，蒸發器(qi)之(zhi)間的(de)管線、配件等也是采用此合(he)金。在(zai)HF氣提塔頂(ding)部(bu)掛片結果(guo)表明(ming)，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金的(de)全面腐蝕速率僅為0.075m/a。

  ⑤. 在含(han)磷(lin)酸的一些介質中試驗指出，在55%H3PO4+0.8%HF 溶液中，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的腐蝕速率為0.412mm/a。

  ⑥. 在堿(jian)中在實驗室內(nei)50%NaOH中0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的年腐(fu)(fu)蝕(shi)速(su)率(lv)為(wei)0.0125mm/a。經500小時試驗，未見有(you)應力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)產生。

  ⑦. 在鹽(yan)酸中(zhong)(zhong)由(you)于此合(he)金鉬含量高，在室(shi)溫(wen)鹽(yan)酸中(zhong)(zhong)有一定(ding)的耐蝕(shi)性。但溫(wen)度(du)升高，耐蝕(shi)性下降。

 2. 耐局(ju)部(bu)腐蝕性

  ①. 耐晶間(jian)腐蝕性(xing)

  由(you)于其鈮含量高，0Cr22Ni60o9Nb4 合金具有非常好的耐敏化態晶(jing)間腐蝕的性(xing)能。正是由(you)于0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的此種(zhong)性(xing)能，因而敏化處(chu)理或焊后，此合金不需再(zai)進行固溶(rong)處(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ASTM G28A溶液中，經120銷售試驗得出的T-T-S(時間－溫度－敏(min)（化(hua)(hua)(hua)）曲(qu)線。顯然，軟化(hua)(hua)(hua)退(tui)火處理(li)再經敏(min)化(hua)(hua)(hua)較固溶處理(li)再敏(min)化(hua)(hua)(hua)的00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合(he)金晶(jing)間腐(fu)蝕敏(min)感性要低得多(duo)，這與軟化(hua)(hua)(hua)退(tui)火態(tai)經敏(min)化(hua)(hua)(hua)后合(he)金中大量NbC先于鉻碳化(hua)(hua)(hua)物優(you)先析出，防止(zhi)晶(jing)界貧鉻區(qu)的形(xing)成有(you)關。

 ②. 耐(nai)點蝕性 

  表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金等在兩 種酸(suan)介(jie)質中的耐點(dian)蝕性(xing)，可以看(kan)出0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在試驗(yan)條件(jian)下均有優(you)良(liang)的耐點(dian)蝕性(xing)，而(er)0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合金則耐點(dian)蝕性(xing)不良(liang)。

 ③. 縫隙(xi)腐蝕 

 表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等(deng)合(he)金的(de)縫(feng)隙腐蝕(shi)試(shi)(shi)驗結(jie)果(guo)。顯然，在所試(shi)(shi)驗的(de)條件下，625 和625 plus 兩(liang)種合(he)金的(de)耐縫(feng)隙腐蝕(shi)性能中625 plus稍優(you)，但二者均顯著優(you)于718合(he)金。

 ④. 應力腐蝕 

  模(mo)擬實際使(shi)用環境對(dui)0Cr22Ni60Mo9Nb4等合金進行了(le)幾種應力腐(fu)(fu)蝕試驗(yan)，結果(guo)見表。表系模(mo)擬深氣井條件，在(zai)高(gao)壓釜中進行試驗(yan)所取得的結果(guo)，在(zai)此條件下，表明無(wu)論是C型樣(yang)還(huan)是U型樣(yang)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的耐應力腐(fu)(fu)蝕性能(neng)都(dou)是最佳。

  表(biao)(biao)系在5%NaCl+0.5%醋(cu)酸(suan)＋H2S (按NACE TM-077)15%MgCb溶液(ye)沸騰溫(wen)度(du)下進行試(shi)驗所(suo)取(qu)得的結果(guo)。表(biao)(biao)的結果(guo)表(biao)(biao)明，試(shi)驗的合(he)金(jin)耐(nai)應(ying)力腐蝕性(xing)(xing)能(neng)均(jun)良好，沒有斷(duan)裂產生。而表(biao)(biao)的結果(guo)表(biao)(biao)明，5%MgCl2沸騰條件下 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐(nai)應(ying)力腐出性(xing)(xing)能(neng)良好，且均(jun)優于718合(he)金(jin)。

 ⑤. 腐(fu)蝕疲(pi)勞 

   圖系0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金在室溫(wen)海水中的(de)腐蝕(shi)疲(pi)勞試驗(yan)結果，顯然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合金的(de)腐蝕(shi)疲(pi)勞強(qiang)度要高于所試驗(yan)的(de) Hastel-loy C和 Incoloy 800 以(yi)及通用不銹鋼304和316。

三、力學性能(neng)等其他性能(neng)

  1. 力學性能

   一般(ban)使用溫(wen)(wen)度(du)≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金適用于冷(leng)、熱加工并退火后使用；使用溫(wen)(wen)度(du)高于650℃時，則退火或固溶態均可應用。對于有高溫(wen)(wen)蠕變(bian)或持久要求(qiu)時，建議在(zai)固溶態使用；而細晶粒合(he)金則在(zai)≤ 816℃ 使用以及(ji)在(zai)對疲勞強度(du)、硬度(du)和瞬時強度(du)又要去的條件下使用。

  表(biao)系00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)的力學性能。從表(biao)結(jie)果可知，此合金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)經(jing)732℃單時效(xiao)后屈(qu)服強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)較(jiao)低（690~793MPa),而(er)經(jing)雙時效(xiao)后，可獲得高(gao)(gao)達827~956MPa的屈(qu)服強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)且(qie)仍具有(you)較(jiao)高(gao)(gao)塑性，雙時效(xiao)時，若將第一次(ci)時效(xiao)溫度(du)(du)(du)從718℃提(ti)高(gao)(gao)到746℃,則合金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)的硬度(du)(du)(du)也會有(you)所提(ti)高(gao)(gao)。表(biao)3-5-109的結(jie)果表(biao)明，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)經(jing)固溶處理(li)再經(jing)746℃x8h爐冷(leng)＋621℃ × 8小時空冷(leng)雙時效(xiao)處理(li)并在316℃保持1000小時后測定其(qi)(qi)性能，對此合金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)的抗張(zhang)性能并無明顯(xian)影響；表(biao)的結(jie)果系經(jing)時效(xiao)處理(li)的00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)和(he)經(jing)冷(leng)加(jia)工變形量(liang)25%的0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)在232℃時的抗拉性能，可以看(kan)出，與室(shi)溫性能相比，經(jing)冷(leng)加(jia)工變形提(ti)高(gao)(gao)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)的0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)其(qi)(qi)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)降低明顯(xian)，而(er)經(jing)時效(xiao)處理(li)提(ti)高(gao)(gao)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)的00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)的強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)則降低較(jiao)少(shao)，表(biao)系0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)的高(gao)(gao)溫力學性能。

  2. 物理性能(neng)

  表列出了 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金的物(wu)理(li)性能 

  3.  焊接性能

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金焊(han)接性能良好。可(ke)采(cai)用通用的焊(han)接方法，例(li)如 GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和SAW以及SMAW(MMA)等(deng)，而不(bu)會遇到特殊困難。

  4. 冷熱加(jia)工及成型(xing)性(xing)能

  由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)(jin)較高的高溫(wen)變形(xing)抗(kang)力，因此需要較高的加(jia)熱溫(wen)度，一般(ban)約為1170℃。大(da)量(liang)變形(xing)以在1170~1010℃為宜；微(wei)量(liang)變形(xing)可在930℃以上進行(xing)(xing)。此合(he)(he)金(jin)(jin)的冷(leng)(leng)加(jia)工和冷(leng)(leng)成型(xing)性亦佳；與其他高鎳、鉻、鉬合(he)(he)金(jin)(jin)性能相近。圖(tu)系(xi)合(he)(he)金(jin)(jin)冷(leng)(leng)變形(xing)量(liang)與硬度的關系(xi)并(bing)與其他材(cai)料進行(xing)(xing)比(bi)較的結果(guo)。由圖(tu)可知，由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)(jin)冷(leng)(leng)作硬化傾向(xiang)較大(da)，故進行(xing)(xing)冷(leng)(leng)加(jia)工和冷(leng)(leng)成型(xing)時(shi)要及時(shi)進行(xing)(xing)中間軟化退火處理。

  5. 熱處(chu)理(li)

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)用于(yu)高溫高強度用途(tu)，系在約(yue)1120℃進行(xing)固溶處理(li)（合金(jin)中(zhong)含(han)碳(tan)(tan)量～0.05%).用于(yu)耐(nai)濕態腐蝕(shi)用途(tu)（低碳(tan)(tan)量～0.03%)多采用軟化退火處理(li)，溫度為950~1050℃(以～980℃為宜(yi)）；為了(le)防止焊后的晶間腐蝕(shi)傾向，也(ye)可(ke)在900~1100℃進行(xing)穩定化處理(li)，由(you)于(yu)NbC的優先(xian)形成可(ke)避(bi)免鉻碳(tan)(tan)化物形成所導致的晶界鉻貧(pin)化。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)的(de)大截面棒材可(ke)在1025~1052℃加熱，保溫2~4小時(shi)(shi)后(hou)快(kuai)冷(leng)，此時(shi)(shi)可(ke)獲(huo)得(de)充分(fen)再結晶，同時(shi)(shi)仍有穩定(ding)的(de)高鈦、鈮的(de)碳化物沉淀存在。為了使此合(he)金(jin)獲(huo)得(de)最高強度(du)，固溶處理后(hou)可(ke)再進(jin)(jin)行(xing)(xing)雙(shuang)時(shi)(shi)效，第一次在718~746℃時(shi)(shi)效8小時(shi)(shi)，隨后(hou)以50℃/小時(shi)(shi)的(de)速度(du)冷(leng)卻到621℃,再進(jin)(jin)行(xing)(xing)保溫8小時(shi)(shi)的(de)第二次時(shi)(shi)效，隨后(hou)空(kong)冷(leng)。控制適宜的(de)時(shi)(shi)效時(shi)(shi)間(jian)，會(hui)由于高鉻(ge)、鉬碳化物的(de)減少(shao)獲(huo)得(de)良好的(de)耐點蝕、耐縫隙(xi)腐蝕和耐應力腐蝕性能(neng)。

四、應用(yong)

 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。