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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(fen)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(nai)腐(fu)蝕性能

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)在大氣(qi)、天然水、海(hai)水、中性鹽和堿(jian)等弱介質(zhi)中，基本上是無(wu)明顯腐(fu)蝕(shi)的。在更(geng)苛(ke)刻(ke)的介質(zhi)中，由于鉻(ge)的存在能耐氧化性酸，并抗高(gao)溫氧化；由于是鎳(nie)基且鉬含量(liang)高(gao)，因此又耐還原性酸介質(zhi)。對于局部腐(fu)蝕(shi)，高(gao)鉻(ge)、鉬量(liang)使(shi)此合金(jin)耐點蝕(shi)和縫隙腐(fu)蝕(shi)，高(gao)鎳(nie)、鉻(ge)量(liang)使(shi)此合金(jin)耐應力腐(fu)蝕(shi)；高(gao)鈮（鈦）量(liang)使(shi)此合金(jin)不(bu)易產生晶間腐(fu)蝕(shi)。

 1. 耐全(quan)面腐蝕性

  ①. 在硝酸中 在65%HNO3中和沸騰溫度下，此合(he)金固溶態腐(fu)蝕(shi)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. 在氫氟酸中用(yong)(yong)螢石與硫酸反應制取(qu)氫氟酸的蒸發(fa)器，它的襯里一(yi)般(ban)用(yong)(yong)0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)制造。與此同時，蒸發(fa)器之間的管線、配(pei)件(jian)等也是(shi)采用(yong)(yong)此合金(jin)。在HF氣提(ti)塔(ta)頂部(bu)掛片(pian)結果表明，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的全面腐蝕(shi)速率僅為0.075m/a。

  ⑤. 在(zai)含磷酸的一(yi)些介質中(zhong)(zhong)試驗(yan)指出，在(zai)55%H3PO4+0.8%HF 溶液中(zhong)(zhong)，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的腐(fu)蝕速率為0.412mm/a。

  ⑥. 在堿(jian)中在實驗室內50%NaOH中0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的年腐(fu)蝕速(su)率為(wei)0.0125mm/a。經500小時試驗，未(wei)見有應(ying)力腐(fu)蝕產生。

  ⑦. 在鹽酸(suan)中由(you)于此合金(jin)鉬(mu)含量高，在室溫鹽酸(suan)中有一(yi)定的耐(nai)蝕性。但溫度升高，耐(nai)蝕性下降。

 2. 耐(nai)局(ju)部腐蝕性

  ①. 耐晶間腐蝕性(xing)

  由于其鈮含量高，0Cr22Ni60o9Nb4 合(he)金具有非常(chang)好的(de)耐敏化態晶間腐蝕的(de)性能(neng)。正是由于0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金的(de)此種性能(neng)，因而敏化處理或(huo)焊后，此合(he)金不需(xu)再進行固溶處理。

  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(rong)液中，經(jing)120銷售試驗得出的(de)(de)T-T-S(時間(jian)－溫(wen)度－敏（化）曲線。顯然(ran)，軟化退火處(chu)理再經(jing)敏化較固(gu)溶(rong)處(chu)理再敏化的(de)(de)00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合金晶(jing)間(jian)腐蝕敏感性(xing)要低(di)得多(duo)，這(zhe)與軟化退火態經(jing)敏化后合金中大量NbC先于鉻碳化物(wu)優先析出，防止晶(jing)界貧鉻區(qu)的(de)(de)形成有關。

 ②. 耐(nai)點蝕性 

  表(biao)系(xi)0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金等(deng)在兩(liang) 種酸介質中的(de)耐(nai)點(dian)蝕性，可(ke)以看出0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在試驗條件下均有優良的(de)耐(nai)點(dian)蝕性，而0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合金則耐(nai)點(dian)蝕性不良。

 ③. 縫隙(xi)腐(fu)蝕 

 表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等合(he)金的縫隙(xi)腐(fu)蝕試(shi)驗結(jie)果。顯然，在(zai)所試(shi)驗的條件下，625 和625 plus 兩種合(he)金的耐縫隙(xi)腐(fu)蝕性(xing)能中(zhong)625 plus稍(shao)優，但二(er)者均顯著優于718合(he)金。

 ④. 應力腐蝕 

  模(mo)擬實際(ji)使用環(huan)境對0Cr22Ni60Mo9Nb4等合(he)金進(jin)行了幾種(zhong)應力腐蝕(shi)試驗，結果見表(biao)(biao)。表(biao)(biao)系模(mo)擬深氣(qi)井條件，在高壓釜中進(jin)行試驗所取得(de)的(de)結果，在此條件下，表(biao)(biao)明無論是(shi)C型(xing)樣(yang)還是(shi)U型(xing)樣(yang)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金的(de)耐應力腐蝕(shi)性(xing)能(neng)都是(shi)最(zui)佳。

  表(biao)(biao)系(xi)在(zai)5%NaCl+0.5%醋酸(suan)＋H2S (按(an)NACE TM-077)15%MgCb溶(rong)液沸騰(teng)溫(wen)度下(xia)進行試(shi)驗所取(qu)得的(de)(de)結果。表(biao)(biao)的(de)(de)結果表(biao)(biao)明，試(shi)驗的(de)(de)合金(jin)耐應(ying)力(li)腐蝕性(xing)能均良(liang)好，沒有斷裂(lie)產(chan)生(sheng)。而表(biao)(biao)的(de)(de)結果表(biao)(biao)明，5%MgCl2沸騰(teng)條件下(xia) 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐應(ying)力(li)腐出性(xing)能良(liang)好，且均優于718合金(jin)。

 ⑤. 腐蝕疲勞 

   圖系0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)在(zai)室(shi)溫海水中(zhong)的(de)腐蝕(shi)疲(pi)勞試(shi)(shi)驗結果，顯然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)的(de)腐蝕(shi)疲(pi)勞強度要高于所試(shi)(shi)驗的(de) Hastel-loy C和 Incoloy 800 以及通用不銹鋼304和316。

三、力學(xue)性能等其他性能

  1. 力學性能

   一(yi)般(ban)使(shi)用(yong)溫度(du)(du)(du)≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金適用(yong)于(yu)冷、熱加工并退火(huo)后(hou)使(shi)用(yong)；使(shi)用(yong)溫度(du)(du)(du)高于(yu)650℃時，則退火(huo)或(huo)固溶(rong)態(tai)均可應用(yong)。對(dui)于(yu)有高溫蠕變或(huo)持久要求時，建議在(zai)固溶(rong)態(tai)使(shi)用(yong)；而細(xi)晶粒合金則在(zai)≤ 816℃ 使(shi)用(yong)以及在(zai)對(dui)疲勞(lao)強度(du)(du)(du)、硬度(du)(du)(du)和瞬時強度(du)(du)(du)又要去的(de)條件(jian)下使(shi)用(yong)。

  表(biao)(biao)系(xi)(xi)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)力學(xue)性(xing)能(neng)(neng)。從表(biao)(biao)結(jie)(jie)果可(ke)知，此合(he)金(jin)經(jing)(jing)(jing)(jing)732℃單時(shi)(shi)效(xiao)后屈服強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)較(jiao)(jiao)低（690~793MPa),而經(jing)(jing)(jing)(jing)雙時(shi)(shi)效(xiao)后，可(ke)獲得高達827~956MPa的(de)(de)(de)(de)屈服強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)且仍具有(you)較(jiao)(jiao)高塑性(xing)，雙時(shi)(shi)效(xiao)時(shi)(shi)，若將(jiang)第(di)一(yi)次時(shi)(shi)效(xiao)溫(wen)度(du)從718℃提高到746℃,則(ze)(ze)合(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)硬度(du)也會有(you)所(suo)提高。表(biao)(biao)3-5-109的(de)(de)(de)(de)結(jie)(jie)果表(biao)(biao)明(ming)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)經(jing)(jing)(jing)(jing)固(gu)溶處理(li)再經(jing)(jing)(jing)(jing)746℃x8h爐冷(leng)＋621℃ × 8小(xiao)時(shi)(shi)空冷(leng)雙時(shi)(shi)效(xiao)處理(li)并(bing)(bing)在(zai)316℃保持(chi)1000小(xiao)時(shi)(shi)后測定其(qi)性(xing)能(neng)(neng)，對此合(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)抗張性(xing)能(neng)(neng)并(bing)(bing)無明(ming)顯影(ying)響；表(biao)(biao)的(de)(de)(de)(de)結(jie)(jie)果系(xi)(xi)經(jing)(jing)(jing)(jing)時(shi)(shi)效(xiao)處理(li)的(de)(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)和經(jing)(jing)(jing)(jing)冷(leng)加工(gong)(gong)變(bian)形量(liang)25%的(de)(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)在(zai)232℃時(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)抗拉性(xing)能(neng)(neng)，可(ke)以看出，與室溫(wen)性(xing)能(neng)(neng)相比(bi)，經(jing)(jing)(jing)(jing)冷(leng)加工(gong)(gong)變(bian)形提高強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)的(de)(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)其(qi)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)降低明(ming)顯，而經(jing)(jing)(jing)(jing)時(shi)(shi)效(xiao)處理(li)提高強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)的(de)(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)則(ze)(ze)降低較(jiao)(jiao)少，表(biao)(biao)系(xi)(xi)0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)高溫(wen)力學(xue)性(xing)能(neng)(neng)。

  2. 物理(li)性能

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

  3.  焊接(jie)性(xing)能

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)焊(han)(han)接(jie)性能良好。可采用通用的焊(han)(han)接(jie)方法，例如 GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和(he)SAW以及(ji)SMAW(MMA)等，而不會遇到特殊困難。

  4. 冷熱加(jia)工及成型性(xing)能

  由于(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)較高的(de)(de)(de)(de)高溫變(bian)形(xing)抗力，因(yin)此需要較高的(de)(de)(de)(de)加(jia)熱溫度，一般(ban)約為(wei)1170℃。大量變(bian)形(xing)以在1170~1010℃為(wei)宜(yi)；微(wei)量變(bian)形(xing)可在930℃以上進(jin)行(xing)(xing)。此合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)冷加(jia)工和冷成(cheng)型性亦佳；與其(qi)他(ta)高鎳、鉻、鉬合(he)(he)金(jin)性能(neng)相近。圖系合(he)(he)金(jin)冷變(bian)形(xing)量與硬度的(de)(de)(de)(de)關系并與其(qi)他(ta)材(cai)料(liao)進(jin)行(xing)(xing)比較的(de)(de)(de)(de)結果。由圖可知，由于(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)冷作硬化傾向較大，故(gu)進(jin)行(xing)(xing)冷加(jia)工和冷成(cheng)型時(shi)要及時(shi)進(jin)行(xing)(xing)中間軟化退火處理。

  5. 熱處理

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金用(yong)于(yu)高溫高強度用(yong)途(tu)，系在約1120℃進行固(gu)溶處(chu)理(li)(li)(li)（合(he)金中含碳量(liang)～0.05%).用(yong)于(yu)耐濕(shi)態腐蝕(shi)用(yong)途(tu)（低碳量(liang)～0.03%)多采用(yong)軟化(hua)退火處(chu)理(li)(li)(li)，溫度為950~1050℃(以～980℃為宜）；為了防(fang)止焊后的晶(jing)間腐蝕(shi)傾向，也可在900~1100℃進行穩定化(hua)處(chu)理(li)(li)(li)，由(you)于(yu)NbC的優先(xian)形(xing)成可避免鉻碳化(hua)物(wu)形(xing)成所(suo)導致的晶(jing)界鉻貧化(hua)。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)的(de)大截(jie)面棒材可在(zai)1025~1052℃加熱，保溫(wen)2~4小時(shi)(shi)后(hou)快冷，此(ci)(ci)時(shi)(shi)可獲(huo)得(de)充(chong)分再(zai)結晶，同時(shi)(shi)仍(reng)有穩定的(de)高(gao)(gao)(gao)鈦、鈮的(de)碳化物沉淀存在(zai)。為了使此(ci)(ci)合(he)金(jin)獲(huo)得(de)最高(gao)(gao)(gao)強度，固溶處理(li)后(hou)可再(zai)進(jin)行(xing)雙(shuang)時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)，第(di)一次在(zai)718~746℃時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)8小時(shi)(shi)，隨后(hou)以50℃/小時(shi)(shi)的(de)速度冷卻到621℃,再(zai)進(jin)行(xing)保溫(wen)8小時(shi)(shi)的(de)第(di)二次時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)，隨后(hou)空冷。控制適(shi)宜(yi)的(de)時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)(shi)間，會由于高(gao)(gao)(gao)鉻、鉬碳化物的(de)減少獲(huo)得(de)良好的(de)耐點蝕(shi)、耐縫隙腐(fu)蝕(shi)和(he)耐應力腐(fu)蝕(shi)性能。

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。