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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(hua)學成(cheng)分和(he)組織特點

 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合金(jin)在大氣、天然水、海水、中性(xing)鹽和堿等弱(ruo)介質中，基本上是(shi)無明(ming)顯(xian)腐蝕(shi)(shi)(shi)的。在更苛(ke)刻的介質中，由于鉻的存在能耐(nai)氧(yang)化(hua)(hua)性(xing)酸，并抗高(gao)(gao)溫氧(yang)化(hua)(hua)；由于是(shi)鎳基且(qie)鉬(mu)含量高(gao)(gao)，因此(ci)(ci)又耐(nai)還原(yuan)性(xing)酸介質。對(dui)于局部腐蝕(shi)(shi)(shi)，高(gao)(gao)鉻、鉬(mu)量使(shi)此(ci)(ci)合金(jin)耐(nai)點蝕(shi)(shi)(shi)和縫隙(xi)腐蝕(shi)(shi)(shi)，高(gao)(gao)鎳、鉻量使(shi)此(ci)(ci)合金(jin)耐(nai)應力腐蝕(shi)(shi)(shi)；高(gao)(gao)鈮（鈦）量使(shi)此(ci)(ci)合金(jin)不易產生晶間腐蝕(shi)(shi)(shi)。

 1. 耐全面腐蝕(shi)性

  ①. 在硝(xiao)酸中 在65%HNO3中和沸騰溫(wen)度下，此合金固溶(rong)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)氫氟酸中(zhong)用螢石與(yu)硫酸反應制取氫氟酸的蒸發器，它的襯里一般用0Cr22Ni60Mo9Nb4合金制造(zao)。與(yu)此同時(shi)，蒸發器之間的管線、配件等也是采用此合金。在(zai)HF氣提塔頂部掛片結果表明，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的全面腐蝕(shi)速率僅為0.075m/a。

  ⑤. 在含磷(lin)酸的一些介質中試驗(yan)指出，在55%H3PO4+0.8%HF 溶液中，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的腐(fu)蝕速率(lv)為0.412mm/a。

  ⑥. 在堿中在實驗(yan)室內50%NaOH中0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的年腐蝕速率為0.0125mm/a。經(jing)500小時試驗(yan)，未見有應力腐蝕產生。

  ⑦. 在鹽(yan)酸中(zhong)由于(yu)此合(he)金鉬含量高，在室溫(wen)鹽(yan)酸中(zhong)有一定的耐(nai)蝕性(xing)。但溫(wen)度升高，耐(nai)蝕性(xing)下(xia)降。

 2. 耐局部腐蝕性

  ①. 耐晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕性

  由于其鈮(ni)含量高，0Cr22Ni60o9Nb4 合(he)(he)(he)金具有非常好的(de)耐(nai)敏化(hua)態晶(jing)間腐蝕(shi)的(de)性能(neng)。正是由于0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)(he)(he)金的(de)此(ci)種性能(neng)，因而(er)敏化(hua)處(chu)理(li)或焊后，此(ci)合(he)(he)(he)金不需(xu)再進行固溶處(chu)理(li)。

  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(ju)在ASTM G28A溶液中(zhong)，經(jing)120銷售試(shi)驗得出的(de)T-T-S(時(shi)間(jian)－溫度(du)－敏（化(hua)）曲線。顯然，軟(ruan)化(hua)退火(huo)處理(li)再經(jing)敏化(hua)較固溶處理(li)再敏化(hua)的(de)00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合(he)金(jin)晶(jing)間(jian)腐蝕敏感性(xing)要低得多，這與軟(ruan)化(hua)退火(huo)態經(jing)敏化(hua)后合(he)金(jin)中(zhong)大量NbC先于鉻(ge)碳化(hua)物優先析出，防止晶(jing)界(jie)貧(pin)鉻(ge)區(qu)的(de)形(xing)成有關。

 ②. 耐(nai)點蝕性 

  表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金等在(zai)兩(liang) 種酸(suan)介質(zhi)中的(de)耐(nai)點(dian)蝕(shi)性(xing)，可以看出0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在(zai)試(shi)驗(yan)條(tiao)件(jian)下(xia)均有優(you)良的(de)耐(nai)點(dian)蝕(shi)性(xing)，而0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合金則耐(nai)點(dian)蝕(shi)性(xing)不良。

 ③. 縫隙(xi)腐蝕 

 表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等(deng)合金的縫(feng)隙(xi)腐蝕(shi)(shi)試驗結果。顯然(ran)，在所試驗的條件(jian)下，625 和625 plus 兩種合金的耐縫(feng)隙(xi)腐蝕(shi)(shi)性(xing)能中625 plus稍優，但二者均顯著優于718合金。

 ④. 應力腐(fu)蝕(shi) 

  模(mo)擬實際使用環境對0Cr22Ni60Mo9Nb4等合金進行了幾種應力(li)(li)腐蝕試驗，結果(guo)見(jian)表。表系(xi)模(mo)擬深(shen)氣(qi)井條(tiao)件，在高壓(ya)釜中進行試驗所取(qu)得的結果(guo)，在此條(tiao)件下，表明無論(lun)是C型(xing)樣(yang)還(huan)是U型(xing)樣(yang)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的耐(nai)應力(li)(li)腐蝕性能(neng)都是最(zui)佳。

  表(biao)系在5%NaCl+0.5%醋酸＋H2S (按NACE TM-077)15%MgCb溶液沸騰溫度(du)下進行試驗所(suo)取得的(de)(de)結果(guo)。表(biao)的(de)(de)結果(guo)表(biao)明，試驗的(de)(de)合金耐應力腐蝕性能均(jun)良(liang)好(hao)，沒有(you)斷裂產生。而表(biao)的(de)(de)結果(guo)表(biao)明，5%MgCl2沸騰條件(jian)下 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐應力腐出性能良(liang)好(hao)，且均(jun)優于718合金。

 ⑤. 腐蝕(shi)疲(pi)勞 

   圖系(xi)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金在室溫(wen)海(hai)水(shui)中的(de)腐蝕疲(pi)勞試(shi)(shi)驗結果，顯然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合金的(de)腐蝕疲(pi)勞強(qiang)度(du)要高于所試(shi)(shi)驗的(de) Hastel-loy C和 Incoloy 800 以及(ji)通用不銹鋼304和316。

三、力學性能(neng)等(deng)其他性能(neng)

  1. 力學(xue)性能

   一般使用溫(wen)(wen)度(du)≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)適(shi)用于(yu)冷(leng)、熱加(jia)工并退火(huo)后使用；使用溫(wen)(wen)度(du)高(gao)于(yu)650℃時，則(ze)退火(huo)或固(gu)(gu)溶(rong)態均可應用。對于(yu)有高(gao)溫(wen)(wen)蠕變或持久要(yao)求時，建議在固(gu)(gu)溶(rong)態使用；而細晶粒合金(jin)則(ze)在≤ 816℃ 使用以及在對疲勞強(qiang)度(du)、硬(ying)度(du)和瞬時強(qiang)度(du)又(you)要(yao)去的條件下使用。

  表(biao)系00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)的(de)力學性(xing)能(neng)(neng)(neng)。從表(biao)結(jie)果(guo)(guo)可知(zhi)，此合(he)(he)金(jin)經(jing)(jing)732℃單時(shi)效(xiao)后屈服強(qiang)(qiang)度較(jiao)低（690~793MPa),而經(jing)(jing)雙(shuang)(shuang)時(shi)效(xiao)后，可獲得(de)高(gao)達827~956MPa的(de)屈服強(qiang)(qiang)度且仍(reng)具(ju)有較(jiao)高(gao)塑性(xing)，雙(shuang)(shuang)時(shi)效(xiao)時(shi)，若將第(di)一次(ci)時(shi)效(xiao)溫(wen)度從718℃提高(gao)到(dao)746℃,則合(he)(he)金(jin)的(de)硬度也會有所提高(gao)。表(biao)3-5-109的(de)結(jie)果(guo)(guo)表(biao)明(ming)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(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(shuang)(shuang)時(shi)效(xiao)處(chu)理(li)并(bing)在(zai)316℃保持1000小時(shi)后測定其性(xing)能(neng)(neng)(neng)，對此合(he)(he)金(jin)的(de)抗(kang)(kang)張性(xing)能(neng)(neng)(neng)并(bing)無明(ming)顯影響(xiang)；表(biao)的(de)結(jie)果(guo)(guo)系經(jing)(jing)時(shi)效(xiao)處(chu)理(li)的(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)和經(jing)(jing)冷加工(gong)變形量25%的(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)在(zai)232℃時(shi)的(de)抗(kang)(kang)拉性(xing)能(neng)(neng)(neng)，可以看出，與室溫(wen)性(xing)能(neng)(neng)(neng)相比，經(jing)(jing)冷加工(gong)變形提高(gao)強(qiang)(qiang)度的(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)其強(qiang)(qiang)度降(jiang)(jiang)低明(ming)顯，而經(jing)(jing)時(shi)效(xiao)處(chu)理(li)提高(gao)強(qiang)(qiang)度的(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)的(de)強(qiang)(qiang)度則降(jiang)(jiang)低較(jiao)少，表(biao)系0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)的(de)高(gao)溫(wen)力學性(xing)能(neng)(neng)(neng)。

  2. 物理性能

  表列出了 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的(de)物理性能 

  3.  焊接性能

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金焊接性能良好。可采(cai)用通用的焊接方法，例如 GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和SAW以及SMAW(MMA)等(deng)，而不(bu)會遇(yu)到特殊困難。

  4. 冷熱加工(gong)及成(cheng)型性能

  由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)(he)金較(jiao)(jiao)高的(de)(de)高溫變(bian)形(xing)(xing)抗力，因此需要較(jiao)(jiao)高的(de)(de)加(jia)(jia)熱溫度(du)，一般約為1170℃。大量(liang)變(bian)形(xing)(xing)以在(zai)1170~1010℃為宜；微量(liang)變(bian)形(xing)(xing)可在(zai)930℃以上(shang)進行。此合(he)(he)(he)金的(de)(de)冷(leng)加(jia)(jia)工和冷(leng)成型性亦佳；與(yu)其(qi)他高鎳(nie)、鉻、鉬(mu)合(he)(he)(he)金性能相(xiang)近(jin)。圖(tu)系合(he)(he)(he)金冷(leng)變(bian)形(xing)(xing)量(liang)與(yu)硬(ying)度(du)的(de)(de)關(guan)系并與(yu)其(qi)他材(cai)料進行比較(jiao)(jiao)的(de)(de)結(jie)果。由圖(tu)可知，由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)(he)金冷(leng)作硬(ying)化(hua)傾(qing)向較(jiao)(jiao)大，故(gu)進行冷(leng)加(jia)(jia)工和冷(leng)成型時要及時進行中間軟化(hua)退火處理。

  5. 熱(re)處理

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合金用(yong)于高(gao)溫高(gao)強(qiang)度(du)用(yong)途(tu)(tu)，系在約1120℃進(jin)行固溶處理（合金中含碳量～0.05%).用(yong)于耐濕態腐蝕用(yong)途(tu)(tu)（低碳量～0.03%)多采(cai)用(yong)軟化(hua)退火處理，溫度(du)為950~1050℃(以～980℃為宜）；為了(le)防止(zhi)焊后的晶(jing)間腐蝕傾向，也可在900~1100℃進(jin)行穩定(ding)化(hua)處理，由于NbC的優先形成(cheng)可避免鉻碳化(hua)物形成(cheng)所導(dao)致(zhi)的晶(jing)界鉻貧(pin)化(hua)。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)的(de)(de)大截面棒材可(ke)在1025~1052℃加熱，保溫2~4小(xiao)時(shi)后(hou)(hou)快冷，此(ci)時(shi)可(ke)獲(huo)得充分再結(jie)晶，同時(shi)仍(reng)有(you)穩定的(de)(de)高鈦、鈮的(de)(de)碳(tan)(tan)化物(wu)沉淀(dian)存在。為了使此(ci)合(he)金(jin)獲(huo)得最高強度(du)，固溶處理后(hou)(hou)可(ke)再進行雙時(shi)效(xiao)，第一次(ci)(ci)在718~746℃時(shi)效(xiao)8小(xiao)時(shi)，隨(sui)后(hou)(hou)以50℃/小(xiao)時(shi)的(de)(de)速(su)度(du)冷卻到621℃,再進行保溫8小(xiao)時(shi)的(de)(de)第二次(ci)(ci)時(shi)效(xiao)，隨(sui)后(hou)(hou)空冷。控(kong)制適宜的(de)(de)時(shi)效(xiao)時(shi)間，會由于高鉻、鉬(mu)碳(tan)(tan)化物(wu)的(de)(de)減(jian)少獲(huo)得良好的(de)(de)耐(nai)點蝕、耐(nai)縫(feng)隙腐(fu)蝕和耐(nai)應力腐(fu)蝕性(xing)能。

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。