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00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti (Inconel 625plus)

 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(fen)和組織特點

 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(nai)腐蝕性能

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金在(zai)大(da)氣、天(tian)然水、海水、中(zhong)性(xing)鹽和(he)堿等弱介質(zhi)中(zhong)，基本上是(shi)無明顯(xian)腐(fu)(fu)蝕的。在(zai)更苛刻的介質(zhi)中(zhong)，由(you)于鉻的存在(zai)能耐氧化性(xing)酸，并抗(kang)高(gao)(gao)溫氧化；由(you)于是(shi)鎳基且鉬含(han)量(liang)(liang)高(gao)(gao)，因此(ci)又耐還原性(xing)酸介質(zhi)。對于局部腐(fu)(fu)蝕，高(gao)(gao)鉻、鉬量(liang)(liang)使(shi)此(ci)合金耐點蝕和(he)縫隙腐(fu)(fu)蝕，高(gao)(gao)鎳、鉻量(liang)(liang)使(shi)此(ci)合金耐應(ying)力腐(fu)(fu)蝕；高(gao)(gao)鈮（鈦）量(liang)(liang)使(shi)此(ci)合金不易(yi)產(chan)生晶間腐(fu)(fu)蝕。

 1. 耐全(quan)面腐蝕性

  ①. 在硝(xiao)酸中 在65%HNO3中和沸騰溫度下，此合金固(gu)溶態(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. 在氫氟酸(suan)中用(yong)螢(ying)石與(yu)硫酸(suan)反應(ying)制取氫氟酸(suan)的蒸發(fa)器，它的襯里一般(ban)用(yong)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)制造。與(yu)此同時，蒸發(fa)器之間的管線、配(pei)件等也是采用(yong)此合(he)金(jin)。在HF氣提塔頂部掛片結(jie)果(guo)表明，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金(jin)的全面腐蝕速率僅為(wei)0.075m/a。

  ⑤. 在含磷酸的一些(xie)介(jie)質中試驗指出(chu)，在55%H3PO4+0.8%HF 溶液中，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的腐蝕速率為0.412mm/a。

  ⑥. 在(zai)堿中(zhong)在(zai)實(shi)驗室內50%NaOH中(zhong)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的(de)年腐蝕(shi)速(su)率為0.0125mm/a。經(jing)500小時試驗，未見有(you)應(ying)力(li)腐蝕(shi)產生(sheng)。

  ⑦. 在(zai)鹽酸中由(you)于此合金(jin)鉬含量高，在(zai)室溫鹽酸中有一定(ding)的耐蝕性。但溫度升高，耐蝕性下降(jiang)。

 2. 耐局部腐蝕性(xing)

  ①. 耐晶(jing)間腐蝕(shi)性(xing)

  由于其鈮含量(liang)高，0Cr22Ni60o9Nb4 合金具(ju)有非常(chang)好的耐敏化態晶(jing)間腐蝕的性能。正是由于0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的此(ci)種性能，因(yin)而敏化處(chu)(chu)理或焊后，此(ci)合金不需再(zai)進行(xing)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(ju)在ASTM G28A溶(rong)液中，經(jing)(jing)(jing)120銷(xiao)售試驗得(de)出的(de)T-T-S(時間－溫(wen)度－敏(min)（化(hua)）曲線(xian)。顯(xian)然，軟(ruan)化(hua)退(tui)火處(chu)理(li)再經(jing)(jing)(jing)敏(min)化(hua)較(jiao)固溶(rong)處(chu)理(li)再敏(min)化(hua)的(de)00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合(he)金晶(jing)間腐蝕敏(min)感(gan)性要低得(de)多，這與軟(ruan)化(hua)退(tui)火態經(jing)(jing)(jing)敏(min)化(hua)后合(he)金中大(da)量(liang)NbC先(xian)(xian)于鉻(ge)碳化(hua)物優先(xian)(xian)析出，防止晶(jing)界(jie)貧鉻(ge)區的(de)形成有關(guan)。

 ②. 耐(nai)點蝕性 

  表(biao)系(xi)0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)(jin)等在兩 種酸介質(zhi)中的(de)耐點(dian)蝕性(xing)，可(ke)以(yi)看(kan)出(chu)0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在試驗條(tiao)件下(xia)均有優良(liang)的(de)耐點(dian)蝕性(xing)，而0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合金(jin)(jin)則(ze)耐點(dian)蝕性(xing)不良(liang)。

 ③. 縫隙腐蝕 

 表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等(deng)合金(jin)的(de)縫(feng)(feng)隙腐蝕試驗結果。顯(xian)然，在所(suo)試驗的(de)條(tiao)件下，625 和625 plus 兩種合金(jin)的(de)耐(nai)縫(feng)(feng)隙腐蝕性能中(zhong)625 plus稍優，但二者均顯(xian)著(zhu)優于718合金(jin)。

 ④. 應力腐(fu)蝕 

  模擬(ni)實(shi)際使用環境對0Cr22Ni60Mo9Nb4等合金進(jin)行了幾(ji)種應(ying)力(li)腐(fu)蝕試驗，結果(guo)見表。表系模擬(ni)深氣井條(tiao)件(jian)，在(zai)高(gao)壓(ya)釜(fu)中進(jin)行試驗所取(qu)得的(de)結果(guo)，在(zai)此條(tiao)件(jian)下(xia)，表明無論是(shi)(shi)C型樣(yang)還是(shi)(shi)U型樣(yang)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的(de)耐(nai)應(ying)力(li)腐(fu)蝕性能都是(shi)(shi)最佳。

  表(biao)系(xi)在5%NaCl+0.5%醋酸＋H2S (按NACE TM-077)15%MgCb溶液沸(fei)騰溫度下進行試驗(yan)所取得(de)的(de)結(jie)(jie)果(guo)。表(biao)的(de)結(jie)(jie)果(guo)表(biao)明，試驗(yan)的(de)合(he)(he)金耐應(ying)力腐蝕性能均(jun)良(liang)好，沒有斷裂產(chan)生。而表(biao)的(de)結(jie)(jie)果(guo)表(biao)明，5%MgCl2沸(fei)騰條件下 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐應(ying)力腐出性能良(liang)好，且均(jun)優于718合(he)(he)金。

 ⑤. 腐蝕疲勞 

   圖系0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)在室溫海水中的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)疲勞試驗(yan)結果，顯然(ran)，0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)疲勞強度要高于所試驗(yan)的(de)(de) Hastel-loy C和 Incoloy 800 以及通用不銹鋼304和316。

三、力學性(xing)能(neng)等其他(ta)性(xing)能(neng)

  1. 力學性能

   一(yi)般使(shi)用(yong)溫度(du)(du)≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)適(shi)用(yong)于冷、熱(re)加工并退火后使(shi)用(yong)；使(shi)用(yong)溫度(du)(du)高(gao)于650℃時，則(ze)退火或固溶態均可應用(yong)。對于有(you)高(gao)溫蠕變(bian)或持(chi)久(jiu)要(yao)(yao)求時，建議在固溶態使(shi)用(yong)；而細(xi)晶粒合金(jin)則(ze)在≤ 816℃ 使(shi)用(yong)以及在對疲(pi)勞強(qiang)(qiang)度(du)(du)、硬(ying)度(du)(du)和瞬時強(qiang)(qiang)度(du)(du)又(you)要(yao)(yao)去的(de)條件下使(shi)用(yong)。

  表(biao)系00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)力學性能(neng)(neng)(neng)。從表(biao)結果可知，此(ci)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)經(jing)(jing)(jing)732℃單時(shi)(shi)(shi)(shi)效后(hou)屈服(fu)強(qiang)(qiang)度(du)較(jiao)低（690~793MPa),而(er)經(jing)(jing)(jing)雙時(shi)(shi)(shi)(shi)效后(hou)，可獲得(de)高(gao)(gao)達827~956MPa的(de)(de)(de)(de)屈服(fu)強(qiang)(qiang)度(du)且仍(reng)具有較(jiao)高(gao)(gao)塑性，雙時(shi)(shi)(shi)(shi)效時(shi)(shi)(shi)(shi)，若將第一次時(shi)(shi)(shi)(shi)效溫(wen)度(du)從718℃提(ti)高(gao)(gao)到746℃,則合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)硬度(du)也會有所提(ti)高(gao)(gao)。表(biao)3-5-109的(de)(de)(de)(de)結果表(biao)明(ming)(ming)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)經(jing)(jing)(jing)固(gu)溶處理(li)再(zai)經(jing)(jing)(jing)746℃x8h爐冷(leng)＋621℃ × 8小時(shi)(shi)(shi)(shi)空(kong)冷(leng)雙時(shi)(shi)(shi)(shi)效處理(li)并在(zai)(zai)316℃保(bao)持1000小時(shi)(shi)(shi)(shi)后(hou)測定其性能(neng)(neng)(neng)，對此(ci)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)抗張性能(neng)(neng)(neng)并無明(ming)(ming)顯影響；表(biao)的(de)(de)(de)(de)結果系經(jing)(jing)(jing)時(shi)(shi)(shi)(shi)效處理(li)的(de)(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)和經(jing)(jing)(jing)冷(leng)加工變(bian)形(xing)量25%的(de)(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)在(zai)(zai)232℃時(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)抗拉性能(neng)(neng)(neng)，可以看出，與(yu)室溫(wen)性能(neng)(neng)(neng)相比(bi)，經(jing)(jing)(jing)冷(leng)加工變(bian)形(xing)提(ti)高(gao)(gao)強(qiang)(qiang)度(du)的(de)(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)其強(qiang)(qiang)度(du)降(jiang)低明(ming)(ming)顯，而(er)經(jing)(jing)(jing)時(shi)(shi)(shi)(shi)效處理(li)提(ti)高(gao)(gao)強(qiang)(qiang)度(du)的(de)(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度(du)則降(jiang)低較(jiao)少，表(biao)系0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)力學性能(neng)(neng)(neng)。

  2. 物理(li)性(xing)能

  表列出了(le) 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的(de)物理性能 

  3.  焊接性能(neng)

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金焊接性(xing)能良好(hao)。可采用通用的(de)焊接方法，例如 GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和(he)SAW以及SMAW(MMA)等，而不會(hui)遇到特殊困難。

  4. 冷熱加工及成型性能

  由于(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)(jin)(jin)較高(gao)的(de)(de)高(gao)溫變(bian)形抗(kang)力(li)，因此需要較高(gao)的(de)(de)加熱溫度，一般約為(wei)1170℃。大量(liang)(liang)變(bian)形以在(zai)1170~1010℃為(wei)宜；微量(liang)(liang)變(bian)形可在(zai)930℃以上進(jin)行(xing)。此合(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)冷(leng)(leng)加工和(he)冷(leng)(leng)成型(xing)性(xing)亦佳(jia)；與其他(ta)高(gao)鎳、鉻、鉬合(he)金(jin)(jin)(jin)性(xing)能相近。圖系合(he)金(jin)(jin)(jin)冷(leng)(leng)變(bian)形量(liang)(liang)與硬度的(de)(de)關(guan)系并(bing)與其他(ta)材料進(jin)行(xing)比較的(de)(de)結果(guo)。由圖可知，由于(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)(jin)(jin)冷(leng)(leng)作硬化傾向較大，故進(jin)行(xing)冷(leng)(leng)加工和(he)冷(leng)(leng)成型(xing)時要及時進(jin)行(xing)中間軟化退火處理。

  5. 熱處理

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合金用于(yu)高(gao)溫(wen)高(gao)強度(du)用途，系在約1120℃進行(xing)固溶處(chu)(chu)理(li)（合金中含(han)碳量～0.05%).用于(yu)耐濕態(tai)腐(fu)蝕(shi)用途（低(di)碳量～0.03%)多采用軟化退(tui)火處(chu)(chu)理(li)，溫(wen)度(du)為950~1050℃(以～980℃為宜）；為了防止(zhi)焊后的(de)晶間腐(fu)蝕(shi)傾向，也(ye)可在900~1100℃進行(xing)穩定化處(chu)(chu)理(li)，由于(yu)NbC的(de)優先形(xing)(xing)成可避免鉻(ge)碳化物(wu)形(xing)(xing)成所(suo)導致的(de)晶界鉻(ge)貧化。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的(de)(de)大(da)截面棒材可在1025~1052℃加熱，保溫2~4小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)后(hou)快冷，此時(shi)(shi)可獲得(de)充分再(zai)結晶，同時(shi)(shi)仍有穩定的(de)(de)高鈦、鈮的(de)(de)碳化(hua)物沉淀存(cun)在。為了使此合金獲得(de)最(zui)高強度(du)，固溶處理后(hou)可再(zai)進行雙時(shi)(shi)效，第一(yi)次(ci)在718~746℃時(shi)(shi)效8小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)，隨后(hou)以50℃/小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)的(de)(de)速(su)度(du)冷卻(que)到621℃,再(zai)進行保溫8小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)的(de)(de)第二次(ci)時(shi)(shi)效，隨后(hou)空冷。控制適(shi)宜(yi)的(de)(de)時(shi)(shi)效時(shi)(shi)間，會由于高鉻、鉬碳化(hua)物的(de)(de)減少獲得(de)良好(hao)的(de)(de)耐(nai)點蝕、耐(nai)縫隙腐蝕和耐(nai)應力腐蝕性(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。