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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(cheng)分和組織特點(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、 耐腐(fu)蝕性(xing)能

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)在大氣、天然水(shui)、海水(shui)、中性(xing)鹽和(he)堿等弱介(jie)質(zhi)中，基(ji)本上(shang)是無明顯腐蝕的。在更苛刻的介(jie)質(zhi)中，由于鉻(ge)(ge)的存在能(neng)耐氧(yang)化(hua)性(xing)酸(suan)，并抗高(gao)溫氧(yang)化(hua)；由于是鎳(nie)基(ji)且鉬含量高(gao)，因此(ci)又耐還(huan)原性(xing)酸(suan)介(jie)質(zhi)。對(dui)于局(ju)部腐蝕，高(gao)鉻(ge)(ge)、鉬量使(shi)此(ci)合金(jin)耐點蝕和(he)縫隙(xi)腐蝕，高(gao)鎳(nie)、鉻(ge)(ge)量使(shi)此(ci)合金(jin)耐應力(li)腐蝕；高(gao)鈮（鈦）量使(shi)此(ci)合金(jin)不(bu)易產生(sheng)晶間腐蝕。

 1. 耐全(quan)面腐蝕性

  ①. 在硝酸(suan)中(zhong) 在65%HNO3中(zhong)和沸騰溫(wen)度下，此合金固溶態腐(fu)蝕率(lv)≤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(zhong)用螢石與(yu)硫酸反應制取氫氟酸的(de)蒸發器，它的(de)襯里(li)一(yi)般用0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)制造。與(yu)此同時，蒸發器之間的(de)管線、配件等也是采用此合金(jin)。在HF氣提塔頂(ding)部掛片結果表明，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的(de)全面腐蝕速率僅為0.075m/a。

  ⑤. 在含(han)磷酸的一(yi)些介質中(zhong)試驗指出，在55%H3PO4+0.8%HF 溶液(ye)中(zhong)，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的腐蝕速(su)率為0.412mm/a。

  ⑥. 在(zai)堿(jian)中在(zai)實驗室內50%NaOH中0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金的年腐(fu)蝕(shi)速率為0.0125mm/a。經500小時試(shi)驗，未見(jian)有(you)應力腐(fu)蝕(shi)產生。

  ⑦. 在(zai)鹽酸中由于此合金鉬含(han)量高，在(zai)室溫鹽酸中有一(yi)定(ding)的耐蝕性(xing)。但溫度升(sheng)高，耐蝕性(xing)下降。

 2. 耐局(ju)部(bu)腐蝕性(xing)

  ①. 耐晶(jing)間腐蝕性

  由于(yu)其鈮含量高，0Cr22Ni60o9Nb4 合(he)(he)金(jin)(jin)具有非常好的耐敏(min)(min)化態(tai)晶間腐蝕的性能。正是(shi)由于(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)(he)金(jin)(jin)的此種(zhong)性能，因(yin)而敏(min)(min)化處理或焊后，此合(he)(he)金(jin)(jin)不需再(zai)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溶液中，經120銷售(shou)試驗得(de)出(chu)(chu)的(de)T-T-S(時(shi)間－溫度－敏(min)（化(hua)(hua)）曲線(xian)。顯(xian)然，軟化(hua)(hua)退火處理(li)(li)再經敏(min)化(hua)(hua)較(jiao)固溶處理(li)(li)再敏(min)化(hua)(hua)的(de)00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合金晶間腐蝕敏(min)感性要低得(de)多，這與(yu)軟化(hua)(hua)退火態(tai)經敏(min)化(hua)(hua)后合金中大量NbC先于鉻碳化(hua)(hua)物優先析出(chu)(chu)，防止晶界貧(pin)鉻區的(de)形(xing)成有關。

 ②. 耐點蝕(shi)性 

  表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金等在(zai)兩 種酸介(jie)質中的耐(nai)點(dian)(dian)蝕性，可(ke)以看(kan)出0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在(zai)試(shi)驗條(tiao)件(jian)下均有(you)優良的耐(nai)點(dian)(dian)蝕性，而0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合(he)(he)金則耐(nai)點(dian)(dian)蝕性不(bu)良。

 ③. 縫隙腐蝕 

 表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等合金的(de)縫(feng)隙(xi)腐(fu)蝕試(shi)驗結(jie)果。顯然，在(zai)所試(shi)驗的(de)條件下，625 和625 plus 兩(liang)種合金的(de)耐縫(feng)隙(xi)腐(fu)蝕性能中625 plus稍優，但(dan)二者均顯著優于718合金。

 ④. 應力腐蝕 

  模擬(ni)實際使用環境對0Cr22Ni60Mo9Nb4等合(he)金進行了幾種(zhong)應力(li)(li)腐蝕試驗(yan)，結(jie)果見表。表系模擬(ni)深氣(qi)井條件，在高壓釜中(zhong)進行試驗(yan)所取得的結(jie)果，在此條件下，表明無論是C型樣(yang)還是U型樣(yang)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金的耐應力(li)(li)腐蝕性能都(dou)是最(zui)佳。

  表(biao)(biao)(biao)(biao)系在5%NaCl+0.5%醋酸(suan)＋H2S (按NACE TM-077)15%MgCb溶液沸騰溫(wen)度下進行(xing)試驗所取得(de)的(de)結(jie)(jie)果(guo)。表(biao)(biao)(biao)(biao)的(de)結(jie)(jie)果(guo)表(biao)(biao)(biao)(biao)明，試驗的(de)合金耐應力腐蝕性能均良好(hao)，沒有斷裂產生。而(er)表(biao)(biao)(biao)(biao)的(de)結(jie)(jie)果(guo)表(biao)(biao)(biao)(biao)明，5%MgCl2沸騰條件下 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐應力腐出性能良好(hao)，且均優于718合金。

 ⑤. 腐蝕(shi)疲勞 

   圖系(xi)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金在室溫海水中(zhong)的腐(fu)蝕(shi)疲(pi)勞(lao)試驗結果(guo)，顯然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合金的腐(fu)蝕(shi)疲(pi)勞(lao)強度要高于所試驗的 Hastel-loy C和 Incoloy 800 以及通(tong)用不銹鋼304和316。

三、力學性(xing)能(neng)等其(qi)他性(xing)能(neng)

  1. 力學性能

   一般使(shi)(shi)用(yong)溫度(du)≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金適用(yong)于冷、熱(re)加工并退火(huo)后使(shi)(shi)用(yong)；使(shi)(shi)用(yong)溫度(du)高于650℃時，則(ze)退火(huo)或固(gu)溶態(tai)均可應用(yong)。對(dui)(dui)于有高溫蠕變或持久要求時，建議在固(gu)溶態(tai)使(shi)(shi)用(yong)；而(er)細晶粒合(he)金則(ze)在≤ 816℃ 使(shi)(shi)用(yong)以(yi)及在對(dui)(dui)疲勞強度(du)、硬(ying)度(du)和瞬時強度(du)又(you)要去(qu)的條件下(xia)使(shi)(shi)用(yong)。

  表(biao)系00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)力學性(xing)(xing)能(neng)。從(cong)表(biao)結果(guo)可(ke)知(zhi)，此(ci)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)經(jing)(jing)732℃單時(shi)(shi)效后(hou)屈服強(qiang)(qiang)度(du)較(jiao)(jiao)(jiao)低(di)（690~793MPa),而經(jing)(jing)雙(shuang)(shuang)時(shi)(shi)效后(hou)，可(ke)獲得高(gao)(gao)達827~956MPa的(de)(de)(de)(de)(de)屈服強(qiang)(qiang)度(du)且仍具有(you)較(jiao)(jiao)(jiao)高(gao)(gao)塑性(xing)(xing)，雙(shuang)(shuang)時(shi)(shi)效時(shi)(shi)，若將第一次(ci)時(shi)(shi)效溫(wen)(wen)(wen)度(du)從(cong)718℃提高(gao)(gao)到746℃,則合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)硬度(du)也會有(you)所提高(gao)(gao)。表(biao)3-5-109的(de)(de)(de)(de)(de)結果(guo)表(biao)明(ming)(ming)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)經(jing)(jing)固(gu)溶(rong)處(chu)(chu)理再經(jing)(jing)746℃x8h爐冷(leng)＋621℃ × 8小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)空冷(leng)雙(shuang)(shuang)時(shi)(shi)效處(chu)(chu)理并在(zai)316℃保持(chi)1000小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)后(hou)測(ce)定其性(xing)(xing)能(neng)，對此(ci)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)抗張(zhang)性(xing)(xing)能(neng)并無明(ming)(ming)顯影響(xiang)；表(biao)的(de)(de)(de)(de)(de)結果(guo)系經(jing)(jing)時(shi)(shi)效處(chu)(chu)理的(de)(de)(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)和經(jing)(jing)冷(leng)加工變形量(liang)25%的(de)(de)(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)在(zai)232℃時(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)抗拉性(xing)(xing)能(neng)，可(ke)以看出，與室溫(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)能(neng)相(xiang)比，經(jing)(jing)冷(leng)加工變形提高(gao)(gao)強(qiang)(qiang)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)其強(qiang)(qiang)度(du)降(jiang)低(di)明(ming)(ming)顯，而經(jing)(jing)時(shi)(shi)效處(chu)(chu)理提高(gao)(gao)強(qiang)(qiang)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度(du)則降(jiang)低(di)較(jiao)(jiao)(jiao)少(shao)，表(biao)系0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)力學性(xing)(xing)能(neng)。

  2. 物(wu)理性(xing)能

  表列出(chu)了 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的(de)物(wu)理性能 

  3.  焊接(jie)性能(neng)

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金焊接(jie)性能良好。可采用通用的(de)焊接(jie)方法，例(li)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. 冷熱加工及成(cheng)型(xing)性(xing)能

  由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)較(jiao)高的(de)(de)高溫變形(xing)(xing)抗力(li)，因此需要(yao)較(jiao)高的(de)(de)加熱溫度(du)，一般約為(wei)1170℃。大(da)(da)量變形(xing)(xing)以在(zai)1170~1010℃為(wei)宜；微量變形(xing)(xing)可在(zai)930℃以上進(jin)(jin)(jin)行(xing)。此合金(jin)的(de)(de)冷(leng)加工(gong)和冷(leng)成型性亦佳；與(yu)其他(ta)(ta)高鎳(nie)、鉻、鉬合金(jin)性能相近(jin)。圖系合金(jin)冷(leng)變形(xing)(xing)量與(yu)硬度(du)的(de)(de)關系并與(yu)其他(ta)(ta)材(cai)料進(jin)(jin)(jin)行(xing)比(bi)較(jiao)的(de)(de)結(jie)果。由圖可知，由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)冷(leng)作硬化(hua)傾向(xiang)較(jiao)大(da)(da)，故進(jin)(jin)(jin)行(xing)冷(leng)加工(gong)和冷(leng)成型時要(yao)及時進(jin)(jin)(jin)行(xing)中間軟化(hua)退火(huo)處理(li)。

  5. 熱處(chu)理

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)(jin)用于高(gao)溫高(gao)強度(du)用途，系在約1120℃進行固溶(rong)處(chu)(chu)理（合(he)金(jin)(jin)中含碳(tan)量(liang)～0.05%).用于耐(nai)濕(shi)態腐蝕用途（低碳(tan)量(liang)～0.03%)多(duo)采用軟化退(tui)火處(chu)(chu)理，溫度(du)為(wei)950~1050℃(以～980℃為(wei)宜(yi)）；為(wei)了防(fang)止焊后的(de)晶(jing)間腐蝕傾向，也可在900~1100℃進行穩定化處(chu)(chu)理，由于NbC的(de)優先(xian)形(xing)成可避免鉻碳(tan)化物形(xing)成所導致的(de)晶(jing)界鉻貧化。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)的(de)大截面(mian)棒材可(ke)(ke)在1025~1052℃加熱(re)，保溫2~4小時(shi)(shi)(shi)后(hou)快冷(leng)，此時(shi)(shi)(shi)可(ke)(ke)獲(huo)得(de)充分再結晶(jing)，同時(shi)(shi)(shi)仍有穩定的(de)高(gao)(gao)鈦、鈮(ni)的(de)碳(tan)化物(wu)沉淀存在。為了使此合金(jin)獲(huo)得(de)最高(gao)(gao)強度(du)，固溶處理后(hou)可(ke)(ke)再進行雙(shuang)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)，第一次(ci)在718~746℃時(shi)(shi)(shi)效(xiao)8小時(shi)(shi)(shi)，隨(sui)后(hou)以50℃/小時(shi)(shi)(shi)的(de)速度(du)冷(leng)卻到621℃,再進行保溫8小時(shi)(shi)(shi)的(de)第二次(ci)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)，隨(sui)后(hou)空冷(leng)。控(kong)制適(shi)宜(yi)的(de)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)時(shi)(shi)(shi)間(jian)，會由于高(gao)(gao)鉻、鉬(mu)碳(tan)化物(wu)的(de)減少(shao)獲(huo)得(de)良好的(de)耐點蝕(shi)(shi)、耐縫隙(xi)腐蝕(shi)(shi)和耐應力腐蝕(shi)(shi)性(xing)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。