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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、化學成分和(he)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(nai)腐蝕性能

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)在大氣、天(tian)然(ran)水、海水、中性(xing)鹽(yan)和堿等弱(ruo)介(jie)質中，基本上是(shi)無明顯腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)。在更苛刻的(de)介(jie)質中，由于(yu)鉻(ge)的(de)存在能耐氧(yang)化性(xing)酸(suan)，并抗(kang)高(gao)溫(wen)氧(yang)化；由于(yu)是(shi)鎳基且(qie)鉬含量高(gao)，因此又耐還原性(xing)酸(suan)介(jie)質。對于(yu)局部腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，高(gao)鉻(ge)、鉬量使此合(he)(he)金(jin)耐點蝕(shi)(shi)(shi)和縫隙腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，高(gao)鎳、鉻(ge)量使此合(he)(he)金(jin)耐應力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)；高(gao)鈮（鈦(tai)）量使此合(he)(he)金(jin)不易產(chan)生晶間腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。

 1. 耐全面(mian)腐(fu)蝕性

  ①. 在硝酸中 在65%HNO3中和沸騰溫度下，此合金固溶(rong)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(zai)氫氟酸中用螢石(shi)與硫酸反應制(zhi)取氫氟酸的(de)(de)蒸(zheng)發器，它的(de)(de)襯里一(yi)般(ban)用0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金制(zhi)造。與此同時，蒸(zheng)發器之間的(de)(de)管線、配件等(deng)也(ye)是采用此合(he)金。在(zai)HF氣提(ti)塔頂部掛片結(jie)果(guo)表明(ming)，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金的(de)(de)全面(mian)腐蝕速率僅為(wei)0.075m/a。

  ⑤. 在含磷(lin)酸(suan)的一些介質中(zhong)試(shi)驗指(zhi)出(chu)，在55%H3PO4+0.8%HF 溶液(ye)中(zhong)，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的腐蝕速率(lv)為0.412mm/a。

  ⑥. 在堿中在實驗室內50%NaOH中0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的年腐(fu)蝕(shi)速率為0.0125mm/a。經500小時(shi)試驗，未見有應(ying)力腐(fu)蝕(shi)產生(sheng)。

  ⑦. 在鹽(yan)酸(suan)(suan)中(zhong)(zhong)由于此合金鉬含量(liang)高，在室(shi)溫鹽(yan)酸(suan)(suan)中(zhong)(zhong)有一(yi)定的耐蝕(shi)性(xing)(xing)。但(dan)溫度升高，耐蝕(shi)性(xing)(xing)下降(jiang)。

 2. 耐局(ju)部腐蝕性

  ①. 耐(nai)晶間腐蝕性

  由于(yu)其鈮含量高(gao)，0Cr22Ni60o9Nb4 合金具有(you)非常好的(de)耐敏(min)化(hua)態晶間腐(fu)蝕(shi)的(de)性能。正(zheng)是由于(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的(de)此種(zhong)性能，因而(er)敏(min)化(hua)處(chu)(chu)理或(huo)焊(han)后，此合金不(bu)需再進(jin)行固溶處(chu)(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(zhong)，經(jing)120銷售試驗(yan)得出的(de)T-T-S(時間－溫度－敏（化）曲線。顯然，軟化退火(huo)處(chu)理再經(jing)敏化較固溶處(chu)理再敏化的(de)00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合金(jin)(jin)晶(jing)間腐蝕(shi)敏感(gan)性要(yao)低(di)得多，這與軟化退火(huo)態經(jing)敏化后合金(jin)(jin)中(zhong)大量NbC先于鉻碳化物優先析出，防止晶(jing)界貧鉻區(qu)的(de)形成有(you)關。

 ②. 耐點蝕性 

  表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)等在兩 種酸(suan)介質中的耐點(dian)蝕(shi)性(xing)，可以看出0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在試驗(yan)條件下均(jun)有(you)優(you)良(liang)的耐點(dian)蝕(shi)性(xing)，而0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合金(jin)則耐點(dian)蝕(shi)性(xing)不良(liang)。

 ③. 縫隙腐蝕 

 表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等合金(jin)的縫隙腐蝕試驗(yan)結果。顯(xian)然(ran)，在(zai)所試驗(yan)的條(tiao)件下，625 和625 plus 兩種合金(jin)的耐縫隙腐蝕性能中625 plus稍優，但二(er)者均顯(xian)著(zhu)優于718合金(jin)。

 ④. 應力腐蝕(shi) 

  模(mo)擬實(shi)際使用環境對0Cr22Ni60Mo9Nb4等合金(jin)進行了幾種應力腐蝕試驗(yan)，結果見表(biao)。表(biao)系(xi)模(mo)擬深氣井條件，在高(gao)壓釜(fu)中進行試驗(yan)所取得的結果，在此條件下，表(biao)明(ming)無(wu)論是C型樣(yang)還是U型樣(yang)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)的耐應力腐蝕性能都是最佳。

  表(biao)系在5%NaCl+0.5%醋酸＋H2S (按NACE TM-077)15%MgCb溶液沸(fei)騰溫度下(xia)(xia)進行(xing)試驗所取得的(de)結果(guo)。表(biao)的(de)結果(guo)表(biao)明，試驗的(de)合金耐應(ying)力(li)(li)腐蝕性(xing)能均良好(hao)，沒有斷裂產生。而表(biao)的(de)結果(guo)表(biao)明，5%MgCl2沸(fei)騰條(tiao)件(jian)下(xia)(xia) 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和(he) 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐應(ying)力(li)(li)腐出性(xing)能良好(hao)，且(qie)均優于718合金。

 ⑤. 腐蝕疲勞 

   圖系0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金在(zai)室(shi)溫海水中(zhong)的腐蝕疲(pi)(pi)勞試驗(yan)結果(guo)，顯然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合金的腐蝕疲(pi)(pi)勞強度要(yao)高(gao)于所試驗(yan)的 Hastel-loy C和 Incoloy 800 以及通用不銹鋼304和316。

三(san)、力學(xue)性(xing)能等其(qi)他(ta)性(xing)能

  1. 力學性能

   一般使(shi)用(yong)(yong)溫度(du)(du)≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金適用(yong)(yong)于(yu)冷、熱加工并(bing)退火后(hou)使(shi)用(yong)(yong)；使(shi)用(yong)(yong)溫度(du)(du)高于(yu)650℃時(shi)(shi)，則(ze)退火或固(gu)(gu)溶(rong)態均可應用(yong)(yong)。對于(yu)有高溫蠕變或持久要(yao)求時(shi)(shi)，建議(yi)在(zai)固(gu)(gu)溶(rong)態使(shi)用(yong)(yong)；而(er)細(xi)晶粒合(he)金則(ze)在(zai)≤ 816℃ 使(shi)用(yong)(yong)以及在(zai)對疲勞強(qiang)度(du)(du)、硬度(du)(du)和(he)瞬時(shi)(shi)強(qiang)度(du)(du)又要(yao)去的條件下使(shi)用(yong)(yong)。

  表(biao)(biao)系(xi)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)力(li)學(xue)性(xing)能(neng)(neng)。從(cong)表(biao)(biao)結果(guo)可知，此合(he)(he)(he)金(jin)(jin)經(jing)(jing)732℃單時(shi)(shi)效后屈(qu)服(fu)強度較低(di)（690~793MPa),而經(jing)(jing)雙(shuang)時(shi)(shi)效后，可獲得高(gao)達827~956MPa的(de)(de)(de)(de)(de)屈(qu)服(fu)強度且仍具有較高(gao)塑(su)性(xing)，雙(shuang)時(shi)(shi)效時(shi)(shi)，若將第一次(ci)時(shi)(shi)效溫(wen)度從(cong)718℃提高(gao)到746℃,則合(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)硬度也會有所提高(gao)。表(biao)(biao)3-5-109的(de)(de)(de)(de)(de)結果(guo)表(biao)(biao)明，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金(jin)(jin)經(jing)(jing)固溶處(chu)理再(zai)經(jing)(jing)746℃x8h爐冷(leng)＋621℃ × 8小(xiao)時(shi)(shi)空(kong)冷(leng)雙(shuang)時(shi)(shi)效處(chu)理并在316℃保持1000小(xiao)時(shi)(shi)后測定其(qi)性(xing)能(neng)(neng)，對(dui)此合(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)抗(kang)張性(xing)能(neng)(neng)并無明顯影響；表(biao)(biao)的(de)(de)(de)(de)(de)結果(guo)系(xi)經(jing)(jing)時(shi)(shi)效處(chu)理的(de)(de)(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金(jin)(jin)和經(jing)(jing)冷(leng)加工變形量25%的(de)(de)(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)(he)金(jin)(jin)在232℃時(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)抗(kang)拉性(xing)能(neng)(neng)，可以看(kan)出(chu)，與(yu)室溫(wen)性(xing)能(neng)(neng)相比，經(jing)(jing)冷(leng)加工變形提高(gao)強度的(de)(de)(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)(he)金(jin)(jin)其(qi)強度降(jiang)低(di)明顯，而經(jing)(jing)時(shi)(shi)效處(chu)理提高(gao)強度的(de)(de)(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)強度則降(jiang)低(di)較少，表(biao)(biao)系(xi)0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)力(li)學(xue)性(xing)能(neng)(neng)。

  2. 物理性能

  表列出了 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金的物理性能 

  3.  焊接性能

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金焊(han)接性(xing)能良好(hao)。可采用通用的焊(han)接方(fang)法，例如(ru) GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和SAW以及SMAW(MMA)等，而不會遇到特殊(shu)困難。

  4. 冷熱加工及成型性(xing)能

  由(you)于(yu)(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金較(jiao)高(gao)的(de)高(gao)溫變形(xing)(xing)抗力(li)，因此需要較(jiao)高(gao)的(de)加(jia)熱(re)溫度，一般(ban)約為1170℃。大量(liang)變形(xing)(xing)以(yi)在(zai)1170~1010℃為宜；微(wei)量(liang)變形(xing)(xing)可(ke)在(zai)930℃以(yi)上進(jin)行(xing)(xing)。此合(he)金的(de)冷(leng)加(jia)工和冷(leng)成型性亦佳；與(yu)其(qi)他(ta)高(gao)鎳、鉻、鉬合(he)金性能相近。圖(tu)(tu)系合(he)金冷(leng)變形(xing)(xing)量(liang)與(yu)硬度的(de)關系并與(yu)其(qi)他(ta)材料進(jin)行(xing)(xing)比較(jiao)的(de)結果。由(you)圖(tu)(tu)可(ke)知，由(you)于(yu)(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金冷(leng)作硬化(hua)傾(qing)向較(jiao)大，故(gu)進(jin)行(xing)(xing)冷(leng)加(jia)工和冷(leng)成型時要及時進(jin)行(xing)(xing)中間軟(ruan)化(hua)退(tui)火處理。

  5. 熱(re)處理

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)用(yong)于高溫高強度(du)用(yong)途，系在(zai)約1120℃進行(xing)固溶(rong)處理（合金(jin)中含碳(tan)量～0.05%).用(yong)于耐濕(shi)態腐(fu)蝕(shi)用(yong)途（低(di)碳(tan)量～0.03%)多采用(yong)軟化(hua)退(tui)火處理，溫度(du)為950~1050℃(以～980℃為宜）；為了防止焊(han)后的(de)晶間腐(fu)蝕(shi)傾向，也可在(zai)900~1100℃進行(xing)穩(wen)定化(hua)處理，由于NbC的(de)優先形(xing)成可避(bi)免(mian)鉻碳(tan)化(hua)物形(xing)成所導(dao)致(zhi)的(de)晶界鉻貧化(hua)。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的(de)(de)大截面棒材可在(zai)1025~1052℃加熱，保溫(wen)2~4小(xiao)時后(hou)快(kuai)冷，此時可獲得充分再(zai)結晶，同時仍有穩定的(de)(de)高鈦、鈮(ni)的(de)(de)碳(tan)化物沉淀存在(zai)。為了使(shi)此合金獲得最高強度，固溶處理后(hou)可再(zai)進(jin)行雙時效(xiao)(xiao)，第一次(ci)在(zai)718~746℃時效(xiao)(xiao)8小(xiao)時，隨(sui)(sui)后(hou)以50℃/小(xiao)時的(de)(de)速度冷卻到621℃,再(zai)進(jin)行保溫(wen)8小(xiao)時的(de)(de)第二(er)次(ci)時效(xiao)(xiao)，隨(sui)(sui)后(hou)空(kong)冷。控制適(shi)宜的(de)(de)時效(xiao)(xiao)時間(jian)，會(hui)由于高鉻、鉬碳(tan)化物的(de)(de)減(jian)少獲得良好的(de)(de)耐(nai)點蝕(shi)、耐(nai)縫隙腐蝕(shi)和(he)耐(nai)應力腐蝕(shi)性能。

四(si)、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。