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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、 耐腐蝕性能

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)在大氣、天(tian)然水(shui)、海水(shui)、中(zhong)性鹽和堿等弱介(jie)(jie)質中(zhong)，基(ji)本上是(shi)(shi)無明顯(xian)腐蝕(shi)的。在更苛(ke)刻的介(jie)(jie)質中(zhong)，由于鉻的存在能耐氧化性酸(suan)，并(bing)抗高溫氧化；由于是(shi)(shi)鎳基(ji)且鉬含量高，因此(ci)又(you)耐還原性酸(suan)介(jie)(jie)質。對于局部腐蝕(shi)，高鉻、鉬量使此(ci)合(he)金(jin)耐點蝕(shi)和縫隙(xi)腐蝕(shi)，高鎳、鉻量使此(ci)合(he)金(jin)耐應(ying)力腐蝕(shi)；高鈮(ni)（鈦）量使此(ci)合(he)金(jin)不易產生晶間腐蝕(shi)。

 1. 耐全面(mian)腐蝕性(xing)

  ①. 在硝酸中(zhong) 在65%HNO3中(zhong)和沸(fei)騰溫度下，此(ci)合金固(gu)溶態(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)(zai)氫(qing)(qing)氟酸(suan)中用螢(ying)石與硫酸(suan)反應制取(qu)氫(qing)(qing)氟酸(suan)的(de)(de)蒸(zheng)發器，它的(de)(de)襯(chen)里一(yi)般用0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)制造。與此同時，蒸(zheng)發器之間的(de)(de)管線、配件等也(ye)是(shi)采用此合金(jin)。在(zai)(zai)HF氣提(ti)塔頂(ding)部掛片結果表明(ming)，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的(de)(de)全面腐蝕速率僅為0.075m/a。

  ⑤. 在含磷酸的一些介(jie)質中(zhong)試驗指出，在55%H3PO4+0.8%HF 溶液中(zhong)，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的腐蝕(shi)速率為0.412mm/a。

  ⑥. 在(zai)堿中在(zai)實驗(yan)室內50%NaOH中0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金的年腐(fu)蝕速率為0.0125mm/a。經(jing)500小時試(shi)驗(yan)，未見(jian)有應力腐(fu)蝕產生。

  ⑦. 在鹽酸(suan)中(zhong)由于此(ci)合金鉬含量高，在室溫(wen)鹽酸(suan)中(zhong)有一定的耐(nai)蝕性。但溫(wen)度升高，耐(nai)蝕性下降。

 2. 耐局部腐蝕性(xing)

  ①. 耐晶間腐蝕性

  由于(yu)其鈮含量(liang)高(gao)，0Cr22Ni60o9Nb4 合金(jin)具有非常好(hao)的耐敏化態晶間腐蝕的性(xing)能。正是由于(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的此種性(xing)能，因而敏化處(chu)理或(huo)焊后，此合金(jin)不(bu)需再進行固溶(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(jing)(jing)120銷售試驗得(de)出的(de)(de)T-T-S(時間－溫度－敏(min)（化(hua)）曲線(xian)。顯然(ran)，軟化(hua)退(tui)火(huo)處理再經(jing)(jing)敏(min)化(hua)較固(gu)溶處理再敏(min)化(hua)的(de)(de)00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合(he)金晶間腐蝕(shi)敏(min)感性(xing)要低得(de)多，這(zhe)與軟化(hua)退(tui)火(huo)態經(jing)(jing)敏(min)化(hua)后合(he)金中大量NbC先(xian)于(yu)鉻碳化(hua)物優先(xian)析(xi)出，防止晶界貧鉻區的(de)(de)形成有(you)關(guan)。

 ②. 耐點蝕性 

  表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金等在兩(liang) 種酸介質中的耐(nai)點蝕性，可(ke)以看(kan)出0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在試驗條件下均有優良(liang)的耐(nai)點蝕性，而0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合金則耐(nai)點蝕性不良(liang)。

 ③. 縫隙腐蝕 

 表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等合金(jin)的(de)縫隙腐蝕(shi)試驗結果。顯然，在所試驗的(de)條(tiao)件下，625 和(he)625 plus 兩種合金(jin)的(de)耐縫隙腐蝕(shi)性能中625 plus稍優，但二者均(jun)顯著(zhu)優于(yu)718合金(jin)。

 ④. 應力腐蝕(shi) 

  模(mo)擬實際(ji)使用環(huan)境對0Cr22Ni60Mo9Nb4等合金進行(xing)了(le)幾種(zhong)應力腐蝕(shi)試(shi)驗，結果(guo)見(jian)表(biao)(biao)。表(biao)(biao)系模(mo)擬深(shen)氣井條件，在(zai)高壓釜(fu)中進行(xing)試(shi)驗所(suo)取得(de)的結果(guo)，在(zai)此條件下，表(biao)(biao)明無論是(shi)(shi)C型樣(yang)還是(shi)(shi)U型樣(yang)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的耐應力腐蝕(shi)性能都是(shi)(shi)最(zui)佳。

  表(biao)系在5%NaCl+0.5%醋酸＋H2S (按NACE TM-077)15%MgCb溶(rong)液沸騰(teng)溫度下(xia)進行試(shi)驗(yan)所取得(de)的(de)(de)(de)結果(guo)。表(biao)的(de)(de)(de)結果(guo)表(biao)明，試(shi)驗(yan)的(de)(de)(de)合金耐(nai)應(ying)力腐蝕性能均良(liang)好，沒(mei)有斷裂產生(sheng)。而表(biao)的(de)(de)(de)結果(guo)表(biao)明，5%MgCl2沸騰(teng)條件下(xia) 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐(nai)應(ying)力腐出性能良(liang)好，且均優(you)于(yu)718合金。

 ⑤. 腐蝕疲勞 

   圖系0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金在(zai)室溫(wen)海水中的腐蝕疲勞(lao)試驗結果，顯(xian)然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合金的腐蝕疲勞(lao)強度要高于所試驗的 Hastel-loy C和(he) Incoloy 800 以及通用不銹鋼304和(he)316。

三、力學性(xing)能等(deng)其(qi)他性(xing)能

  1. 力學性(xing)能

   一(yi)般使(shi)用(yong)(yong)溫度(du)(du)≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)(jin)適用(yong)(yong)于冷(leng)、熱加工并退(tui)火后使(shi)用(yong)(yong)；使(shi)用(yong)(yong)溫度(du)(du)高于650℃時(shi)(shi)，則退(tui)火或固溶態均可應(ying)用(yong)(yong)。對于有高溫蠕變或持久要求時(shi)(shi)，建議在固溶態使(shi)用(yong)(yong)；而細晶粒合金(jin)(jin)則在≤ 816℃ 使(shi)用(yong)(yong)以及在對疲勞強度(du)(du)、硬(ying)度(du)(du)和瞬時(shi)(shi)強度(du)(du)又要去(qu)的條(tiao)件下使(shi)用(yong)(yong)。

  表(biao)(biao)系00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)力學(xue)性(xing)(xing)(xing)能(neng)。從表(biao)(biao)結(jie)果可知(zhi)，此(ci)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)經732℃單時(shi)效后屈(qu)服強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)較低(di)(di)（690~793MPa),而(er)經雙(shuang)時(shi)效后，可獲得高(gao)達827~956MPa的(de)(de)屈(qu)服強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)且仍具有(you)較高(gao)塑(su)性(xing)(xing)(xing)，雙(shuang)時(shi)效時(shi)，若將第一次時(shi)效溫(wen)度(du)從718℃提(ti)(ti)高(gao)到746℃,則合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)硬(ying)度(du)也會有(you)所提(ti)(ti)高(gao)。表(biao)(biao)3-5-109的(de)(de)結(jie)果表(biao)(biao)明，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)經固(gu)溶處(chu)(chu)理(li)再經746℃x8h爐冷＋621℃ × 8小(xiao)時(shi)空冷雙(shuang)時(shi)效處(chu)(chu)理(li)并在(zai)316℃保持1000小(xiao)時(shi)后測定其性(xing)(xing)(xing)能(neng)，對(dui)此(ci)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)抗(kang)張性(xing)(xing)(xing)能(neng)并無明顯影響；表(biao)(biao)的(de)(de)結(jie)果系經時(shi)效處(chu)(chu)理(li)的(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)和經冷加工(gong)(gong)變形量25%的(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)在(zai)232℃時(shi)的(de)(de)抗(kang)拉性(xing)(xing)(xing)能(neng)，可以看出，與室溫(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)相比，經冷加工(gong)(gong)變形提(ti)(ti)高(gao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)的(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)其強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)降(jiang)低(di)(di)明顯，而(er)經時(shi)效處(chu)(chu)理(li)提(ti)(ti)高(gao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)的(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)則降(jiang)低(di)(di)較少(shao)，表(biao)(biao)系0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)高(gao)溫(wen)力學(xue)性(xing)(xing)(xing)能(neng)。

  2. 物(wu)理(li)性能

  表列出了 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金的物理性能 

  3.  焊(han)接性能

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金焊接性(xing)能(neng)良好。可采(cai)用通用的焊接方法，例如 GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和(he)SAW以及SMAW(MMA)等(deng)，而(er)不會遇(yu)到特殊困(kun)難。

  4. 冷熱加(jia)工(gong)及成(cheng)型性能

  由(you)于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)較(jiao)高(gao)的(de)高(gao)溫(wen)變形(xing)抗力，因(yin)此需要較(jiao)高(gao)的(de)加(jia)熱溫(wen)度(du)，一般約為1170℃。大量變形(xing)以在(zai)1170~1010℃為宜；微量變形(xing)可(ke)在(zai)930℃以上進行(xing)(xing)。此合(he)金(jin)的(de)冷加(jia)工(gong)和(he)冷成(cheng)型(xing)性亦佳(jia)；與(yu)其(qi)他(ta)高(gao)鎳、鉻、鉬合(he)金(jin)性能(neng)相近。圖系(xi)合(he)金(jin)冷變形(xing)量與(yu)硬度(du)的(de)關系(xi)并與(yu)其(qi)他(ta)材(cai)料進行(xing)(xing)比(bi)較(jiao)的(de)結果。由(you)圖可(ke)知，由(you)于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)冷作硬化(hua)傾向較(jiao)大，故進行(xing)(xing)冷加(jia)工(gong)和(he)冷成(cheng)型(xing)時(shi)(shi)要及(ji)時(shi)(shi)進行(xing)(xing)中間軟(ruan)化(hua)退火處理。

  5. 熱處理

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合金用(yong)(yong)于(yu)高溫高強度用(yong)(yong)途，系(xi)在約(yue)1120℃進行固(gu)溶處理(li)（合金中含碳量～0.05%).用(yong)(yong)于(yu)耐濕態腐蝕用(yong)(yong)途（低碳量～0.03%)多采(cai)用(yong)(yong)軟化退火處理(li)，溫度為(wei)950~1050℃(以～980℃為(wei)宜）；為(wei)了防止焊后的(de)晶間腐蝕傾向，也可在900~1100℃進行穩定化處理(li)，由于(yu)NbC的(de)優(you)先形成可避免鉻(ge)(ge)碳化物形成所導致(zhi)的(de)晶界(jie)鉻(ge)(ge)貧化。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金的(de)大(da)截面棒材可在(zai)1025~1052℃加熱，保溫2~4小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)后(hou)快冷，此(ci)時(shi)(shi)可獲得(de)充(chong)分再(zai)結晶，同時(shi)(shi)仍有穩定的(de)高(gao)鈦、鈮的(de)碳化物沉淀存在(zai)。為了使此(ci)合(he)金獲得(de)最(zui)高(gao)強(qiang)度(du)，固溶處理后(hou)可再(zai)進行雙時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)，第一次在(zai)718~746℃時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)8小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)，隨后(hou)以(yi)50℃/小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)的(de)速度(du)冷卻到621℃,再(zai)進行保溫8小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)的(de)第二次時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)，隨后(hou)空冷。控(kong)制適宜(yi)的(de)時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)時(shi)(shi)間，會由于高(gao)鉻、鉬碳化物的(de)減少(shao)獲得(de)良(liang)好的(de)耐點蝕、耐縫隙(xi)腐(fu)蝕和耐應力腐(fu)蝕性能(neng)。

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。