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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(hua)學成分(fen)和組(zu)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、 耐腐蝕性能

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)在大氣、天然水(shui)(shui)、海水(shui)(shui)、中性鹽和堿等弱介(jie)(jie)質中，基本上是(shi)無明(ming)顯腐(fu)蝕(shi)的。在更苛刻的介(jie)(jie)質中，由于鉻的存在能耐氧化(hua)性酸，并抗高(gao)溫氧化(hua)；由于是(shi)鎳基且鉬含量(liang)高(gao)，因(yin)此(ci)又(you)耐還原性酸介(jie)(jie)質。對于局部腐(fu)蝕(shi)，高(gao)鉻、鉬量(liang)使(shi)此(ci)合(he)金(jin)耐點蝕(shi)和縫(feng)隙(xi)腐(fu)蝕(shi)，高(gao)鎳、鉻量(liang)使(shi)此(ci)合(he)金(jin)耐應(ying)力腐(fu)蝕(shi)；高(gao)鈮（鈦）量(liang)使(shi)此(ci)合(he)金(jin)不易產生晶間(jian)腐(fu)蝕(shi)。

 1. 耐(nai)全面腐蝕性(xing)

  ①. 在硝(xiao)酸中 在65%HNO3中和(he)沸騰溫度(du)下，此合(he)金固溶態腐蝕率≤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. 在氫(qing)氟酸中用螢(ying)石(shi)與硫酸反應制取氫(qing)氟酸的(de)(de)(de)(de)蒸發器，它的(de)(de)(de)(de)襯里一般用0Cr22Ni60Mo9Nb4合金制造。與此(ci)同(tong)時，蒸發器之間的(de)(de)(de)(de)管線、配件(jian)等也(ye)是采用此(ci)合金。在HF氣提塔頂部掛片結果(guo)表明，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的(de)(de)(de)(de)全面腐蝕速率(lv)僅為0.075m/a。

  ⑤. 在(zai)含磷酸(suan)的一些介質中試驗(yan)指出，在(zai)55%H3PO4+0.8%HF 溶液中，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金的腐蝕速(su)率為(wei)0.412mm/a。

  ⑥. 在堿中在實驗室(shi)內(nei)50%NaOH中0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金(jin)的年腐(fu)蝕速率為0.0125mm/a。經500小時試驗，未(wei)見有(you)應(ying)力腐(fu)蝕產生(sheng)。

  ⑦. 在鹽酸(suan)中由于此(ci)合金鉬含(han)量高(gao)，在室溫(wen)鹽酸(suan)中有(you)一定(ding)的耐蝕性(xing)。但溫(wen)度升高(gao)，耐蝕性(xing)下降(jiang)。

 2. 耐局部(bu)腐蝕性

  ①. 耐晶(jing)間腐蝕性

  由于其鈮(ni)含(han)量高，0Cr22Ni60o9Nb4 合金具有(you)非常好的(de)耐敏化態晶(jing)間腐蝕(shi)的(de)性(xing)能。正是(shi)由于0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的(de)此(ci)(ci)種性(xing)能，因而敏化處理或焊后，此(ci)(ci)合金不需再進行固溶處理。

  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(ye)中，經120銷售(shou)試驗(yan)得(de)出的(de)T-T-S(時間(jian)－溫度－敏（化(hua)）曲線。顯然，軟化(hua)退火(huo)處理(li)再經敏化(hua)較固溶(rong)處理(li)再敏化(hua)的(de)00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合金晶間(jian)腐蝕敏感性要低(di)得(de)多，這與(yu)軟化(hua)退火(huo)態(tai)經敏化(hua)后(hou)合金中大(da)量NbC先(xian)于鉻碳化(hua)物優先(xian)析出，防(fang)止(zhi)晶界貧鉻區的(de)形成有關。

 ②. 耐(nai)點蝕(shi)性 

  表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)等在(zai)兩 種酸介質中的耐點(dian)蝕(shi)(shi)性，可(ke)以看出0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在(zai)試驗條件下均有優良的耐點(dian)蝕(shi)(shi)性，而0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合(he)金(jin)則耐點(dian)蝕(shi)(shi)性不良。

 ③. 縫隙腐蝕 

 表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等合(he)金的(de)縫(feng)隙(xi)腐蝕試驗結(jie)果。顯然，在所試驗的(de)條(tiao)件下，625 和625 plus 兩種(zhong)合(he)金的(de)耐縫(feng)隙(xi)腐蝕性能中625 plus稍優(you)，但二(er)者(zhe)均顯著優(you)于718合(he)金。

 ④. 應力腐蝕(shi) 

  模(mo)擬實際(ji)使用環(huan)境對0Cr22Ni60Mo9Nb4等合金進行了幾種應力腐蝕試(shi)驗(yan)，結(jie)果(guo)見表(biao)。表(biao)系模(mo)擬深(shen)氣井條(tiao)件(jian)，在高壓(ya)釜中(zhong)進行試(shi)驗(yan)所取得的(de)結(jie)果(guo)，在此條(tiao)件(jian)下，表(biao)明無論(lun)是(shi)(shi)C型樣(yang)還是(shi)(shi)U型樣(yang)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的(de)耐應力腐蝕性能都是(shi)(shi)最(zui)佳。

  表(biao)系在(zai)5%NaCl+0.5%醋酸＋H2S (按NACE TM-077)15%MgCb溶液沸騰溫(wen)度下(xia)進行試驗(yan)所(suo)取得的(de)結果。表(biao)的(de)結果表(biao)明，試驗(yan)的(de)合金耐應(ying)力(li)腐蝕性能均(jun)(jun)良好，沒有斷(duan)裂產(chan)生(sheng)。而表(biao)的(de)結果表(biao)明，5%MgCl2沸騰條件下(xia) 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐應(ying)力(li)腐出性能良好，且均(jun)(jun)優(you)于(yu)718合金。

 ⑤. 腐蝕(shi)疲勞 

   圖系0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金(jin)在室溫(wen)海水(shui)中的(de)腐(fu)蝕疲勞試驗結果，顯然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)的(de)腐(fu)蝕疲勞強度要高于所(suo)試驗的(de) Hastel-loy C和 Incoloy 800 以及通用不銹鋼304和316。

三、力學性(xing)能(neng)等(deng)其他性(xing)能(neng)

  1. 力學性(xing)能

   一般使(shi)(shi)用(yong)溫度≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金適(shi)用(yong)于冷、熱加工(gong)并退火后使(shi)(shi)用(yong)；使(shi)(shi)用(yong)溫度高(gao)于650℃時(shi)，則退火或(huo)固(gu)溶(rong)態均可應用(yong)。對于有高(gao)溫蠕變或(huo)持久要(yao)求時(shi)，建議在固(gu)溶(rong)態使(shi)(shi)用(yong)；而細(xi)晶粒合(he)金則在≤ 816℃ 使(shi)(shi)用(yong)以及(ji)在對疲勞強度、硬度和瞬時(shi)強度又要(yao)去的條件下使(shi)(shi)用(yong)。

  表(biao)系(xi)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)力學性(xing)(xing)(xing)能。從表(biao)結果可知，此合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)經(jing)(jing)732℃單時(shi)效(xiao)后屈服(fu)強(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)較(jiao)(jiao)低(di)(di)（690~793MPa),而(er)經(jing)(jing)雙時(shi)效(xiao)后，可獲(huo)得高(gao)(gao)達(da)827~956MPa的(de)(de)(de)(de)屈服(fu)強(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)且仍具有較(jiao)(jiao)高(gao)(gao)塑性(xing)(xing)(xing)，雙時(shi)效(xiao)時(shi)，若將第一次時(shi)效(xiao)溫(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)從718℃提(ti)(ti)高(gao)(gao)到746℃,則合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)硬度(du)(du)(du)(du)(du)也會有所提(ti)(ti)高(gao)(gao)。表(biao)3-5-109的(de)(de)(de)(de)結果表(biao)明，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)經(jing)(jing)固溶處(chu)理(li)再經(jing)(jing)746℃x8h爐冷＋621℃ × 8小時(shi)空冷雙時(shi)效(xiao)處(chu)理(li)并(bing)(bing)在316℃保持1000小時(shi)后測定其(qi)性(xing)(xing)(xing)能，對此合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)抗(kang)(kang)張性(xing)(xing)(xing)能并(bing)(bing)無明顯影(ying)響(xiang)；表(biao)的(de)(de)(de)(de)結果系(xi)經(jing)(jing)時(shi)效(xiao)處(chu)理(li)的(de)(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)和經(jing)(jing)冷加(jia)工變形量(liang)25%的(de)(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)在232℃時(shi)的(de)(de)(de)(de)抗(kang)(kang)拉(la)性(xing)(xing)(xing)能，可以看出，與室溫(wen)性(xing)(xing)(xing)能相比，經(jing)(jing)冷加(jia)工變形提(ti)(ti)高(gao)(gao)強(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)其(qi)強(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)降低(di)(di)明顯，而(er)經(jing)(jing)時(shi)效(xiao)處(chu)理(li)提(ti)(ti)高(gao)(gao)強(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)則降低(di)(di)較(jiao)(jiao)少，表(biao)系(xi)0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)力學性(xing)(xing)(xing)能。

  2. 物理性能

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

  3.  焊接性能

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

  4. 冷(leng)熱加工及成型性能

  由(you)于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)較(jiao)高的(de)(de)高溫(wen)變形抗力，因(yin)此需要較(jiao)高的(de)(de)加熱溫(wen)度，一(yi)般約為(wei)1170℃。大(da)量(liang)變形以在1170~1010℃為(wei)宜；微量(liang)變形可在930℃以上(shang)進(jin)行。此合(he)金(jin)的(de)(de)冷(leng)加工(gong)和冷(leng)成型(xing)性亦佳；與(yu)其他高鎳、鉻、鉬合(he)金(jin)性能相近。圖系(xi)合(he)金(jin)冷(leng)變形量(liang)與(yu)硬度的(de)(de)關系(xi)并與(yu)其他材料進(jin)行比較(jiao)的(de)(de)結果。由(you)圖可知，由(you)于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)冷(leng)作硬化傾向(xiang)較(jiao)大(da)，故進(jin)行冷(leng)加工(gong)和冷(leng)成型(xing)時要及時進(jin)行中間軟化退(tui)火處理(li)。

  5. 熱處理

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)用于高(gao)溫(wen)高(gao)強度用途，系(xi)在約1120℃進行(xing)固溶(rong)處(chu)(chu)理（合金(jin)中含碳量(liang)～0.05%).用于耐濕態腐(fu)(fu)蝕(shi)用途（低碳量(liang)～0.03%)多采用軟化(hua)退(tui)火(huo)處(chu)(chu)理，溫(wen)度為950~1050℃(以～980℃為宜）；為了防止焊(han)后的晶間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)傾向，也可在900~1100℃進行(xing)穩定化(hua)處(chu)(chu)理，由于NbC的優先形(xing)成可避免鉻碳化(hua)物形(xing)成所(suo)導致的晶界鉻貧化(hua)。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)的大截面(mian)棒(bang)材可在(zai)1025~1052℃加熱，保溫2~4小(xiao)時(shi)(shi)后(hou)快冷(leng)，此時(shi)(shi)可獲(huo)得(de)充分再(zai)結晶，同時(shi)(shi)仍有穩定的高(gao)鈦、鈮的碳化物沉淀存在(zai)。為了使此合金(jin)獲(huo)得(de)最高(gao)強(qiang)度，固溶(rong)處理(li)后(hou)可再(zai)進行雙時(shi)(shi)效(xiao)，第一次在(zai)718~746℃時(shi)(shi)效(xiao)8小(xiao)時(shi)(shi)，隨后(hou)以(yi)50℃/小(xiao)時(shi)(shi)的速度冷(leng)卻到621℃,再(zai)進行保溫8小(xiao)時(shi)(shi)的第二次時(shi)(shi)效(xiao)，隨后(hou)空冷(leng)。控制適宜的時(shi)(shi)效(xiao)時(shi)(shi)間，會(hui)由于高(gao)鉻、鉬碳化物的減少獲(huo)得(de)良(liang)好的耐點蝕、耐縫(feng)隙腐(fu)蝕和耐應力腐(fu)蝕性能(neng)。

四、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。