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NS 336 (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(hua)學成分(fen)和組織特(te)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(neng)

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)(jin)在(zai)(zai)大氣(qi)、天然水、海水、中性(xing)鹽和堿(jian)等弱(ruo)介(jie)(jie)質中，基本上是無明顯腐蝕(shi)(shi)的(de)。在(zai)(zai)更苛刻的(de)介(jie)(jie)質中，由(you)于(yu)鉻(ge)(ge)的(de)存在(zai)(zai)能耐(nai)氧化性(xing)酸，并抗高(gao)溫氧化；由(you)于(yu)是鎳基且鉬含量(liang)高(gao)，因此又(you)耐(nai)還(huan)原性(xing)酸介(jie)(jie)質。對于(yu)局部(bu)腐蝕(shi)(shi)，高(gao)鉻(ge)(ge)、鉬量(liang)使(shi)此合(he)金(jin)(jin)耐(nai)點蝕(shi)(shi)和縫隙腐蝕(shi)(shi)，高(gao)鎳、鉻(ge)(ge)量(liang)使(shi)此合(he)金(jin)(jin)耐(nai)應力腐蝕(shi)(shi)；高(gao)鈮（鈦）量(liang)使(shi)此合(he)金(jin)(jin)不易產生晶間腐蝕(shi)(shi)。

 1. 耐全(quan)面腐蝕性(xing)

  ①. 在硝酸中 在65%HNO3中和沸騰溫度下，此(ci)合金固溶(rong)態腐蝕(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(zai)氫(qing)氟酸中(zhong)用(yong)螢石與(yu)硫酸反(fan)應制取(qu)氫(qing)氟酸的(de)蒸發器(qi)，它(ta)的(de)襯里(li)一般用(yong)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)制造。與(yu)此同時，蒸發器(qi)之間(jian)的(de)管(guan)線、配件等也是采用(yong)此合(he)金(jin)。在(zai)HF氣提塔頂(ding)部掛片結(jie)果表(biao)明，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金(jin)的(de)全面腐(fu)蝕速率僅(jin)為0.075m/a。

  ⑤. 在(zai)(zai)含磷酸的(de)一些(xie)介質(zhi)中試(shi)驗(yan)指出，在(zai)(zai)55%H3PO4+0.8%HF 溶液(ye)中，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的(de)腐蝕速(su)率為0.412mm/a。

  ⑥. 在(zai)堿(jian)中在(zai)實驗室內50%NaOH中0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的年(nian)腐蝕速(su)率為0.0125mm/a。經500小(xiao)時試驗，未見有應(ying)力腐蝕產生。

  ⑦. 在鹽(yan)酸(suan)中由于(yu)此合金(jin)鉬含(han)量高(gao)，在室溫鹽(yan)酸(suan)中有(you)一定的(de)耐(nai)蝕性。但溫度(du)升高(gao)，耐(nai)蝕性下(xia)降。

 2. 耐局部腐蝕性

  ①. 耐晶間腐蝕性(xing)

  由(you)于(yu)其鈮含量高，0Cr22Ni60o9Nb4 合(he)金(jin)具有非常好(hao)的(de)(de)耐敏化態(tai)晶間腐蝕的(de)(de)性能(neng)。正是由(you)于(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金(jin)的(de)(de)此種性能(neng)，因而敏化處理或焊后(hou)，此合(he)金(jin)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(zai)ASTM G28A溶(rong)液中(zhong)，經(jing)120銷售(shou)試驗得(de)出(chu)的(de)(de)T-T-S(時間－溫度－敏(min)(min)（化(hua)）曲線。顯(xian)然，軟化(hua)退(tui)火處(chu)理(li)再經(jing)敏(min)(min)化(hua)較固溶(rong)處(chu)理(li)再敏(min)(min)化(hua)的(de)(de)00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合金晶間腐蝕敏(min)(min)感性要低得(de)多，這與軟化(hua)退(tui)火態經(jing)敏(min)(min)化(hua)后(hou)合金中(zhong)大量NbC先于鉻(ge)碳化(hua)物優先析出(chu)，防止晶界貧鉻(ge)區的(de)(de)形成有關。

 ②. 耐(nai)點蝕性 

  表(biao)系0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)等在(zai)兩 種酸介質中的耐點(dian)蝕(shi)性(xing)(xing)，可以看出0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在(zai)試驗條件下均有優良的耐點(dian)蝕(shi)性(xing)(xing)，而(er)0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合金(jin)則耐點(dian)蝕(shi)性(xing)(xing)不良。

 ③. 縫隙腐蝕(shi) 

 表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等合金(jin)的縫隙腐蝕試驗(yan)結果。顯然(ran)，在所試驗(yan)的條件(jian)下(xia)，625 和625 plus 兩(liang)種(zhong)合金(jin)的耐(nai)縫隙腐蝕性能中625 plus稍優(you)，但二者均(jun)顯著(zhu)優(you)于718合金(jin)。

 ④. 應(ying)力腐蝕 

  模(mo)擬實際使用(yong)環境(jing)對0Cr22Ni60Mo9Nb4等(deng)合金進行了幾種應力(li)腐蝕試驗，結(jie)果(guo)(guo)見表。表系模(mo)擬深氣(qi)井(jing)條(tiao)件，在高壓釜中進行試驗所取得的(de)結(jie)果(guo)(guo)，在此條(tiao)件下(xia)，表明無論是C型樣(yang)還是U型樣(yang)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的(de)耐應力(li)腐蝕性能都是最(zui)佳。

  表(biao)(biao)系在5%NaCl+0.5%醋(cu)酸(suan)＋H2S (按(an)NACE TM-077)15%MgCb溶(rong)液沸(fei)騰溫(wen)度下進行(xing)試驗所取得(de)的(de)結(jie)果(guo)。表(biao)(biao)的(de)結(jie)果(guo)表(biao)(biao)明，試驗的(de)合(he)金耐應力(li)腐(fu)蝕性(xing)能均(jun)良好，沒有斷裂產(chan)生(sheng)。而表(biao)(biao)的(de)結(jie)果(guo)表(biao)(biao)明，5%MgCl2沸(fei)騰條(tiao)件(jian)下 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐應力(li)腐(fu)出性(xing)能良好，且均(jun)優于718合(he)金。

 ⑤. 腐蝕疲勞 

   圖系(xi)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金在室(shi)溫海水中的腐蝕疲勞試驗結(jie)果，顯(xian)然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合金的腐蝕疲勞強(qiang)度要(yao)高(gao)于(yu)所試驗的 Hastel-loy C和 Incoloy 800 以及(ji)通用(yong)不銹鋼304和316。

三、力學性能等其他性能

  1. 力學性(xing)能

   一般(ban)使用(yong)(yong)溫(wen)度≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金適用(yong)(yong)于冷、熱加工并退(tui)火(huo)后(hou)使用(yong)(yong)；使用(yong)(yong)溫(wen)度高于650℃時(shi)，則(ze)退(tui)火(huo)或固溶(rong)態均可應用(yong)(yong)。對于有高溫(wen)蠕變或持(chi)久要(yao)求(qiu)時(shi)，建議在固溶(rong)態使用(yong)(yong)；而細(xi)晶粒合金則(ze)在≤ 816℃ 使用(yong)(yong)以及在對疲勞強(qiang)度、硬(ying)度和瞬時(shi)強(qiang)度又要(yao)去的條(tiao)件(jian)下使用(yong)(yong)。

  表系(xi)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)力學性(xing)(xing)能。從(cong)表結果(guo)可(ke)(ke)知(zhi)，此合(he)金(jin)(jin)經(jing)(jing)732℃單時(shi)(shi)效后(hou)屈服強度(du)較低(di)（690~793MPa),而(er)經(jing)(jing)雙時(shi)(shi)效后(hou)，可(ke)(ke)獲得(de)高(gao)(gao)(gao)達(da)827~956MPa的(de)(de)屈服強度(du)且仍(reng)具有較高(gao)(gao)(gao)塑性(xing)(xing)，雙時(shi)(shi)效時(shi)(shi)，若(ruo)將第(di)一(yi)次時(shi)(shi)效溫度(du)從(cong)718℃提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)到746℃,則(ze)合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)硬度(du)也會有所提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)。表3-5-109的(de)(de)結果(guo)表明，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)(jin)經(jing)(jing)固溶(rong)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)再經(jing)(jing)746℃x8h爐冷＋621℃ × 8小時(shi)(shi)空冷雙時(shi)(shi)效處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)并在316℃保持1000小時(shi)(shi)后(hou)測定其性(xing)(xing)能，對此合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)抗張性(xing)(xing)能并無明顯影響；表的(de)(de)結果(guo)系(xi)經(jing)(jing)時(shi)(shi)效處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)(jin)和經(jing)(jing)冷加工變形(xing)量25%的(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)(jin)在232℃時(shi)(shi)的(de)(de)抗拉性(xing)(xing)能，可(ke)(ke)以看出，與室溫性(xing)(xing)能相比(bi)，經(jing)(jing)冷加工變形(xing)提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)強度(du)的(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)(jin)其強度(du)降低(di)明顯，而(er)經(jing)(jing)時(shi)(shi)效處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)強度(du)的(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)強度(du)則(ze)降低(di)較少，表系(xi)0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)高(gao)(gao)(gao)溫力學性(xing)(xing)能。

  2. 物(wu)理(li)性(xing)能

  表(biao)列出了 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金的物理(li)性能(neng) 

  3.  焊接性能

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金焊接性能良好。可采(cai)用通用的焊接方法，例(li)如 GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和(he)SAW以及SMAW(MMA)等，而不會(hui)遇到特(te)殊困難。

  4. 冷(leng)熱加工及成型性能(neng)

  由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)(jin)較(jiao)高(gao)的高(gao)溫變(bian)形(xing)(xing)(xing)抗力，因(yin)此需要較(jiao)高(gao)的加熱溫度，一般約為1170℃。大(da)量變(bian)形(xing)(xing)(xing)以在(zai)1170~1010℃為宜；微量變(bian)形(xing)(xing)(xing)可在(zai)930℃以上進(jin)(jin)行(xing)。此合金(jin)(jin)的冷(leng)(leng)加工和冷(leng)(leng)成型性(xing)亦佳；與(yu)其他高(gao)鎳(nie)、鉻、鉬合金(jin)(jin)性(xing)能相(xiang)近。圖系合金(jin)(jin)冷(leng)(leng)變(bian)形(xing)(xing)(xing)量與(yu)硬度的關系并與(yu)其他材料(liao)進(jin)(jin)行(xing)比較(jiao)的結果。由圖可知(zhi)，由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)(jin)冷(leng)(leng)作硬化傾向較(jiao)大(da)，故進(jin)(jin)行(xing)冷(leng)(leng)加工和冷(leng)(leng)成型時要及時進(jin)(jin)行(xing)中間軟化退火處理(li)。

  5. 熱(re)處理

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)用(yong)(yong)(yong)于高溫(wen)高強度用(yong)(yong)(yong)途，系在約(yue)1120℃進行固溶處理（合金(jin)中含碳(tan)量(liang)～0.05%).用(yong)(yong)(yong)于耐濕態腐(fu)蝕(shi)用(yong)(yong)(yong)途（低碳(tan)量(liang)～0.03%)多采用(yong)(yong)(yong)軟化(hua)(hua)退火(huo)處理，溫(wen)度為950~1050℃(以～980℃為宜）；為了防止焊后的晶間腐(fu)蝕(shi)傾向(xiang)，也可在900~1100℃進行穩(wen)定化(hua)(hua)處理，由于NbC的優先形成(cheng)可避免鉻(ge)碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)形成(cheng)所導致的晶界鉻(ge)貧(pin)化(hua)(hua)。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)的(de)(de)大(da)截(jie)面棒(bang)材可在(zai)1025~1052℃加(jia)熱，保溫(wen)2~4小時(shi)(shi)(shi)后(hou)快冷，此(ci)時(shi)(shi)(shi)可獲(huo)得(de)充(chong)分再結晶，同時(shi)(shi)(shi)仍有穩定的(de)(de)高鈦(tai)、鈮的(de)(de)碳化(hua)物沉(chen)淀存在(zai)。為了使此(ci)合金(jin)獲(huo)得(de)最高強度(du)，固溶處(chu)理后(hou)可再進行(xing)(xing)雙時(shi)(shi)(shi)效，第一次在(zai)718~746℃時(shi)(shi)(shi)效8小時(shi)(shi)(shi)，隨(sui)后(hou)以50℃/小時(shi)(shi)(shi)的(de)(de)速(su)度(du)冷卻到621℃,再進行(xing)(xing)保溫(wen)8小時(shi)(shi)(shi)的(de)(de)第二次時(shi)(shi)(shi)效，隨(sui)后(hou)空(kong)冷。控(kong)制(zhi)適宜的(de)(de)時(shi)(shi)(shi)效時(shi)(shi)(shi)間，會(hui)由于高鉻、鉬碳化(hua)物的(de)(de)減少(shao)獲(huo)得(de)良(liang)好的(de)(de)耐(nai)點蝕(shi)(shi)、耐(nai)縫隙腐蝕(shi)(shi)和耐(nai)應力(li)腐蝕(shi)(shi)性能。

四(si)、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。