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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、 耐腐蝕性能(neng)

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)在(zai)大氣、天然水、海水、中性鹽和堿等弱介質(zhi)中，基(ji)本(ben)上是(shi)無明顯腐蝕(shi)的。在(zai)更苛刻的介質(zhi)中，由于(yu)鉻(ge)(ge)的存(cun)在(zai)能(neng)耐(nai)氧(yang)化性酸，并抗高(gao)溫(wen)氧(yang)化；由于(yu)是(shi)鎳基(ji)且鉬含量高(gao)，因此又耐(nai)還(huan)原性酸介質(zhi)。對于(yu)局(ju)部(bu)腐蝕(shi)，高(gao)鉻(ge)(ge)、鉬量使(shi)此合金(jin)耐(nai)點(dian)蝕(shi)和縫隙腐蝕(shi)，高(gao)鎳、鉻(ge)(ge)量使(shi)此合金(jin)耐(nai)應力(li)腐蝕(shi)；高(gao)鈮（鈦(tai)）量使(shi)此合金(jin)不易產生晶間(jian)腐蝕(shi)。

 1. 耐(nai)全(quan)面(mian)腐(fu)蝕性

  ①. 在硝酸中 在65%HNO3中和(he)沸騰溫度下(xia)，此合金(jin)固溶態腐(fu)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(suan)中用(yong)螢石與硫(liu)酸(suan)反應制(zhi)取(qu)氫氟酸(suan)的蒸(zheng)發器，它(ta)的襯里(li)一(yi)般用(yong)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)制(zhi)造。與此同時，蒸(zheng)發器之間(jian)的管線、配件等也是(shi)采用(yong)此合(he)金(jin)。在(zai)HF氣提塔頂部掛片結果表明(ming)，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金(jin)的全(quan)面(mian)腐蝕速率僅為0.075m/a。

  ⑤. 在含磷酸(suan)的一(yi)些介質中(zhong)試驗指出，在55%H3PO4+0.8%HF 溶液中(zhong)，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的腐蝕速率為(wei)0.412mm/a。

  ⑥. 在(zai)堿中在(zai)實驗(yan)室內50%NaOH中0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的年腐蝕速(su)率(lv)為0.0125mm/a。經(jing)500小時試驗(yan)，未見有應(ying)力腐蝕產(chan)生。

  ⑦. 在鹽酸中由于此合金鉬含量高(gao)，在室溫(wen)鹽酸中有(you)一(yi)定的耐(nai)蝕性(xing)。但溫(wen)度升高(gao)，耐(nai)蝕性(xing)下降(jiang)。

 2. 耐局部腐蝕性

  ①. 耐(nai)晶間腐蝕性

  由于其鈮含量高，0Cr22Ni60o9Nb4 合金具有(you)非(fei)常好的耐敏化態晶間腐蝕的性(xing)能(neng)。正是由于0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的此種性(xing)能(neng)，因而敏化處(chu)理或(huo)焊后，此合金不需(xu)再進行(xing)固溶處(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(ye)中(zhong)，經120銷售試驗得出(chu)的(de)(de)T-T-S(時間－溫(wen)度－敏(min)(min)（化(hua)）曲(qu)線(xian)。顯然，軟(ruan)化(hua)退(tui)火(huo)處(chu)理再經敏(min)(min)化(hua)較(jiao)固(gu)溶處(chu)理再敏(min)(min)化(hua)的(de)(de)00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合金(jin)晶(jing)(jing)間腐蝕敏(min)(min)感(gan)性要低得多，這與軟(ruan)化(hua)退(tui)火(huo)態經敏(min)(min)化(hua)后合金(jin)中(zhong)大量NbC先(xian)于(yu)鉻碳化(hua)物優先(xian)析(xi)出(chu)，防止(zhi)晶(jing)(jing)界貧鉻區的(de)(de)形成有關。

 ②. 耐點蝕(shi)性 

  表(biao)系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金等在(zai)兩 種酸(suan)介質中的耐點(dian)蝕性，可以看出0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在(zai)試驗條件下均(jun)有優良(liang)的耐點(dian)蝕性，而0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合金則耐點(dian)蝕性不良(liang)。

 ③. 縫(feng)隙(xi)腐蝕 

 表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等合金(jin)的縫(feng)隙腐蝕試驗結果。顯(xian)然，在所(suo)試驗的條件下，625 和625 plus 兩種(zhong)合金(jin)的耐縫(feng)隙腐蝕性能(neng)中625 plus稍優(you)(you)，但(dan)二者均顯(xian)著優(you)(you)于718合金(jin)。

 ④. 應力腐蝕 

  模(mo)擬實際(ji)使用環(huan)境(jing)對0Cr22Ni60Mo9Nb4等合(he)金進(jin)行了幾種應(ying)力腐(fu)蝕試驗(yan)(yan)，結(jie)果見(jian)表。表系模(mo)擬深氣井條件，在高壓釜中(zhong)進(jin)行試驗(yan)(yan)所(suo)取得的(de)結(jie)果，在此條件下，表明無論是C型樣還是U型樣，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金的(de)耐應(ying)力腐(fu)蝕性能都是最佳。

  表(biao)系(xi)在5%NaCl+0.5%醋(cu)酸＋H2S (按(an)NACE TM-077)15%MgCb溶液沸(fei)騰(teng)溫度下進(jin)行(xing)試驗所取得的結(jie)果。表(biao)的結(jie)果表(biao)明，試驗的合(he)金(jin)耐應力腐蝕性(xing)能(neng)均良好(hao)，沒有斷(duan)裂產生(sheng)。而表(biao)的結(jie)果表(biao)明，5%MgCl2沸(fei)騰(teng)條件下 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐應力腐出性(xing)能(neng)良好(hao)，且(qie)均優于718合(he)金(jin)。

 ⑤. 腐蝕疲勞 

   圖系0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金在(zai)室溫海水(shui)中的腐蝕(shi)疲勞試驗結果，顯然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金的腐蝕(shi)疲勞強度要(yao)高于(yu)所試驗的 Hastel-loy C和 Incoloy 800 以及通用不銹(xiu)鋼304和316。

三、力學性能(neng)等其他(ta)性能(neng)

  1. 力(li)學(xue)性能

   一般使(shi)(shi)用(yong)(yong)溫度(du)(du)≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金適用(yong)(yong)于(yu)冷、熱(re)加(jia)工并退火后使(shi)(shi)用(yong)(yong)；使(shi)(shi)用(yong)(yong)溫度(du)(du)高于(yu)650℃時，則退火或(huo)固(gu)溶態均可應(ying)用(yong)(yong)。對于(yu)有(you)高溫蠕(ru)變或(huo)持久要求時，建議在固(gu)溶態使(shi)(shi)用(yong)(yong)；而細晶粒(li)合金則在≤ 816℃ 使(shi)(shi)用(yong)(yong)以及在對疲(pi)勞強(qiang)度(du)(du)、硬度(du)(du)和瞬時強(qiang)度(du)(du)又要去(qu)的條(tiao)件下使(shi)(shi)用(yong)(yong)。

  表(biao)(biao)系00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)力學(xue)性(xing)(xing)能。從表(biao)(biao)結果可(ke)知，此合(he)(he)金(jin)(jin)經(jing)(jing)732℃單時(shi)(shi)效后(hou)(hou)屈服(fu)(fu)強度(du)較低(di)（690~793MPa),而經(jing)(jing)雙(shuang)時(shi)(shi)效后(hou)(hou)，可(ke)獲得高(gao)(gao)達827~956MPa的(de)(de)(de)屈服(fu)(fu)強度(du)且仍(reng)具有(you)較高(gao)(gao)塑性(xing)(xing)，雙(shuang)時(shi)(shi)效時(shi)(shi)，若將第一次時(shi)(shi)效溫(wen)度(du)從718℃提高(gao)(gao)到746℃,則(ze)合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)硬(ying)度(du)也會有(you)所提高(gao)(gao)。表(biao)(biao)3-5-109的(de)(de)(de)結果表(biao)(biao)明，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)經(jing)(jing)固溶處(chu)理(li)再經(jing)(jing)746℃x8h爐(lu)冷(leng)＋621℃ × 8小(xiao)時(shi)(shi)空冷(leng)雙(shuang)時(shi)(shi)效處(chu)理(li)并在(zai)316℃保持1000小(xiao)時(shi)(shi)后(hou)(hou)測定其(qi)性(xing)(xing)能，對此合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)抗張性(xing)(xing)能并無明顯影(ying)響(xiang)；表(biao)(biao)的(de)(de)(de)結果系經(jing)(jing)時(shi)(shi)效處(chu)理(li)的(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)和(he)經(jing)(jing)冷(leng)加工(gong)變形量25%的(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)(jin)在(zai)232℃時(shi)(shi)的(de)(de)(de)抗拉(la)性(xing)(xing)能，可(ke)以看出，與室溫(wen)性(xing)(xing)能相比，經(jing)(jing)冷(leng)加工(gong)變形提高(gao)(gao)強度(du)的(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)(jin)其(qi)強度(du)降(jiang)低(di)明顯，而經(jing)(jing)時(shi)(shi)效處(chu)理(li)提高(gao)(gao)強度(du)的(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)強度(du)則(ze)降(jiang)低(di)較少，表(biao)(biao)系0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)力學(xue)性(xing)(xing)能。

  2. 物理(li)性能

  表列出了 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的物理(li)性能 

  3.  焊(han)接性能

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

  4. 冷熱加(jia)工及成(cheng)型性能

  由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金較高的(de)高溫(wen)變(bian)形(xing)抗(kang)力，因此需要(yao)較高的(de)加熱溫(wen)度，一般(ban)約為(wei)1170℃。大量(liang)變(bian)形(xing)以在1170~1010℃為(wei)宜(yi)；微量(liang)變(bian)形(xing)可在930℃以上進(jin)行。此合(he)金的(de)冷加工和冷成型性(xing)亦佳；與其他高鎳、鉻、鉬合(he)金性(xing)能(neng)相近。圖(tu)系(xi)合(he)金冷變(bian)形(xing)量(liang)與硬度的(de)關系(xi)并與其他材料進(jin)行比較的(de)結果。由圖(tu)可知(zhi)，由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金冷作硬化傾向較大，故進(jin)行冷加工和冷成型時(shi)要(yao)及時(shi)進(jin)行中(zhong)間軟化退火處(chu)理(li)。

  5. 熱(re)處理

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金用(yong)于(yu)高(gao)溫(wen)(wen)高(gao)強度(du)(du)用(yong)途，系在(zai)(zai)約1120℃進(jin)行固溶處理（合(he)金中含碳量～0.05%).用(yong)于(yu)耐濕態腐(fu)蝕用(yong)途（低碳量～0.03%)多(duo)采(cai)用(yong)軟化退火處理，溫(wen)(wen)度(du)(du)為(wei)950~1050℃(以(yi)～980℃為(wei)宜）；為(wei)了防止焊后的(de)(de)晶間(jian)腐(fu)蝕傾向，也(ye)可在(zai)(zai)900~1100℃進(jin)行穩定化處理，由(you)于(yu)NbC的(de)(de)優(you)先形(xing)成可避免鉻碳化物(wu)形(xing)成所導致的(de)(de)晶界鉻貧化。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)的(de)大截面棒材可(ke)在1025~1052℃加熱，保溫2~4小(xiao)時(shi)(shi)(shi)后(hou)快冷，此時(shi)(shi)(shi)可(ke)獲(huo)得充分(fen)再結(jie)晶，同時(shi)(shi)(shi)仍有(you)穩定的(de)高(gao)鈦、鈮的(de)碳化物沉淀存在。為了使此合(he)金(jin)獲(huo)得最高(gao)強度，固溶處理(li)后(hou)可(ke)再進行(xing)雙時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)，第一(yi)次在718~746℃時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)8小(xiao)時(shi)(shi)(shi)，隨后(hou)以50℃/小(xiao)時(shi)(shi)(shi)的(de)速度冷卻到(dao)621℃,再進行(xing)保溫8小(xiao)時(shi)(shi)(shi)的(de)第二次時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)，隨后(hou)空(kong)冷。控制(zhi)適宜的(de)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)間，會由于高(gao)鉻、鉬碳化物的(de)減少獲(huo)得良(liang)好(hao)的(de)耐點蝕、耐縫隙腐蝕和耐應力(li)腐蝕性能。

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。