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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(hua)學成分和(he)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、 耐腐蝕性能

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和(he)(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)在(zai)大氣、天(tian)然水(shui)、海水(shui)、中性鹽和(he)(he)堿等弱介質中，基本(ben)上是(shi)(shi)無明(ming)顯腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)。在(zai)更苛刻(ke)的(de)介質中，由于鉻(ge)(ge)的(de)存在(zai)能耐(nai)氧(yang)化(hua)性酸(suan)，并抗高溫氧(yang)化(hua)；由于是(shi)(shi)鎳(nie)基且(qie)鉬含量(liang)高，因此又耐(nai)還原性酸(suan)介質。對于局部腐(fu)蝕(shi)(shi)，高鉻(ge)(ge)、鉬量(liang)使(shi)此合(he)(he)金(jin)耐(nai)點蝕(shi)(shi)和(he)(he)縫隙腐(fu)蝕(shi)(shi)，高鎳(nie)、鉻(ge)(ge)量(liang)使(shi)此合(he)(he)金(jin)耐(nai)應力腐(fu)蝕(shi)(shi)；高鈮（鈦）量(liang)使(shi)此合(he)(he)金(jin)不易產生(sheng)晶間腐(fu)蝕(shi)(shi)。

 1. 耐全面腐蝕性

  ①. 在硝酸中 在65%HNO3中和沸(fei)騰溫度下，此(ci)合(he)金固(gu)溶態腐蝕率(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(zai)氫氟酸中(zhong)用(yong)螢石與硫酸反應制取氫氟酸的蒸發器(qi)(qi)，它的襯(chen)里一般(ban)用(yong)0Cr22Ni60Mo9Nb4合金制造。與此(ci)同時，蒸發器(qi)(qi)之(zhi)間(jian)的管線、配件等也是采用(yong)此(ci)合金。在(zai)HF氣提塔頂部掛片結果(guo)表明，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的全面腐蝕速率僅為0.075m/a。

  ⑤. 在(zai)含磷酸的一些介質(zhi)中試驗指(zhi)出，在(zai)55%H3PO4+0.8%HF 溶(rong)液中，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的腐蝕速率(lv)為(wei)0.412mm/a。

  ⑥. 在(zai)堿(jian)中(zhong)在(zai)實驗室內50%NaOH中(zhong)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金的(de)年腐蝕速率為(wei)0.0125mm/a。經(jing)500小(xiao)時試驗，未見有應力腐蝕產生(sheng)。

  ⑦. 在鹽酸中由于此合金鉬含量高，在室溫鹽酸中有一定(ding)的耐蝕性。但(dan)溫度升高，耐蝕性下降。

 2. 耐局部腐蝕性

  ①. 耐晶間(jian)腐蝕性

  由于(yu)其(qi)鈮含(han)量高，0Cr22Ni60o9Nb4 合(he)金具有(you)非常好的耐敏(min)化(hua)態晶間腐蝕的性能。正是由于(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金的此(ci)種性能，因(yin)而敏(min)化(hua)處理(li)或焊后，此(ci)合(he)金不需(xu)再進行固溶處理(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)。

  根據在ASTM G28A溶液中(zhong)，經(jing)120銷售試驗得出(chu)的(de)T-T-S(時(shi)間－溫度－敏(min)(min)（化(hua)(hua)）曲(qu)線(xian)。顯然，軟(ruan)化(hua)(hua)退火處(chu)理再(zai)經(jing)敏(min)(min)化(hua)(hua)較固溶處(chu)理再(zai)敏(min)(min)化(hua)(hua)的(de)00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合金晶(jing)間腐蝕(shi)敏(min)(min)感性要低得多，這(zhe)與(yu)軟(ruan)化(hua)(hua)退火態經(jing)敏(min)(min)化(hua)(hua)后(hou)合金中(zhong)大量NbC先于鉻碳(tan)化(hua)(hua)物優先析(xi)出(chu)，防止晶(jing)界貧鉻區(qu)的(de)形成有關。

 ②. 耐點蝕性 

  表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)等在(zai)兩 種(zhong)酸介質(zhi)中的(de)耐點(dian)蝕(shi)性(xing)，可以看出(chu)0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在(zai)試驗條件下(xia)均有優(you)良(liang)的(de)耐點(dian)蝕(shi)性(xing)，而(er)0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合金(jin)則耐點(dian)蝕(shi)性(xing)不良(liang)。

 ③. 縫(feng)隙腐蝕 

 表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等(deng)合(he)金(jin)的縫隙(xi)腐蝕(shi)試(shi)驗(yan)結果。顯然，在所試(shi)驗(yan)的條件(jian)下，625 和625 plus 兩種合(he)金(jin)的耐縫隙(xi)腐蝕(shi)性(xing)能中625 plus稍優(you)，但二者均顯著優(you)于718合(he)金(jin)。

 ④. 應力(li)腐蝕 

  模擬(ni)實際使(shi)用環(huan)境對0Cr22Ni60Mo9Nb4等合(he)金進行(xing)了幾(ji)種(zhong)應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)試驗(yan)，結果見表。表系模擬(ni)深氣井條件，在高壓釜中進行(xing)試驗(yan)所(suo)取得(de)的(de)結果，在此(ci)條件下，表明(ming)無論是C型(xing)(xing)樣(yang)還是U型(xing)(xing)樣(yang)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金的(de)耐應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)性能都是最佳。

  表系在(zai)5%NaCl+0.5%醋酸＋H2S (按NACE TM-077)15%MgCb溶液沸騰(teng)溫度下(xia)進行試驗所取(qu)得的結果(guo)。表的結果(guo)表明，試驗的合(he)(he)金耐應力腐蝕性能(neng)均良好，沒(mei)有(you)斷裂(lie)產生。而表的結果(guo)表明，5%MgCl2沸騰(teng)條件下(xia) 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐應力腐出(chu)性能(neng)良好，且均優于(yu)718合(he)(he)金。

 ⑤. 腐蝕疲勞 

   圖系0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金在室溫(wen)海水中的(de)腐(fu)蝕疲勞試驗結果，顯然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金的(de)腐(fu)蝕疲勞強(qiang)度要高于所試驗的(de) Hastel-loy C和 Incoloy 800 以及通用不銹鋼304和316。

三、力學性能等(deng)其(qi)他性能

  1. 力學性能

   一般使(shi)用溫(wen)度(du)≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金適用于(yu)冷、熱(re)加(jia)工并退火后使(shi)用；使(shi)用溫(wen)度(du)高于(yu)650℃時，則(ze)退火或(huo)固溶態均可應用。對于(yu)有(you)高溫(wen)蠕變或(huo)持(chi)久要求時，建議在固溶態使(shi)用；而(er)細晶粒合(he)金則(ze)在≤ 816℃ 使(shi)用以(yi)及在對疲(pi)勞強度(du)、硬(ying)度(du)和(he)瞬時強度(du)又要去的條(tiao)件下使(shi)用。

  表(biao)系(xi)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)力學性(xing)能(neng)。從表(biao)結(jie)果(guo)可(ke)知，此合(he)金(jin)(jin)經(jing)732℃單時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)后(hou)屈服(fu)強(qiang)(qiang)度(du)較低(di)（690~793MPa),而經(jing)雙時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)后(hou)，可(ke)獲得高(gao)達827~956MPa的(de)(de)屈服(fu)強(qiang)(qiang)度(du)且仍具有(you)(you)較高(gao)塑性(xing)，雙時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)(shi)，若將第一次時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)溫度(du)從718℃提(ti)(ti)高(gao)到746℃,則(ze)合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)硬(ying)度(du)也會有(you)(you)所(suo)提(ti)(ti)高(gao)。表(biao)3-5-109的(de)(de)結(jie)果(guo)表(biao)明，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)(jin)經(jing)固溶(rong)處(chu)理再(zai)經(jing)746℃x8h爐冷(leng)(leng)＋621℃ × 8小時(shi)(shi)空冷(leng)(leng)雙時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)處(chu)理并(bing)在(zai)(zai)316℃保持1000小時(shi)(shi)后(hou)測定其性(xing)能(neng)，對此合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)抗張性(xing)能(neng)并(bing)無明顯影響；表(biao)的(de)(de)結(jie)果(guo)系(xi)經(jing)時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)處(chu)理的(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)(jin)和經(jing)冷(leng)(leng)加工變(bian)形量(liang)25%的(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)(jin)在(zai)(zai)232℃時(shi)(shi)的(de)(de)抗拉性(xing)能(neng)，可(ke)以看出，與室溫性(xing)能(neng)相比，經(jing)冷(leng)(leng)加工變(bian)形提(ti)(ti)高(gao)強(qiang)(qiang)度(du)的(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)(jin)其強(qiang)(qiang)度(du)降低(di)明顯，而經(jing)時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)處(chu)理提(ti)(ti)高(gao)強(qiang)(qiang)度(du)的(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)強(qiang)(qiang)度(du)則(ze)降低(di)較少，表(biao)系(xi)0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)高(gao)溫力學性(xing)能(neng)。

  2. 物理(li)性能(neng)

  表列出了(le) 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的物理性能 

  3.  焊(han)接性能(neng)

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金焊接性(xing)能良(liang)好(hao)。可采用通用的焊接方法，例(li)如(ru) GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和SAW以及(ji)SMAW(MMA)等(deng)，而(er)不會遇到特殊(shu)困難。

  4. 冷熱加工及(ji)成型性能

  由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合金較(jiao)高(gao)的(de)(de)高(gao)溫變形(xing)(xing)抗力，因(yin)此需要較(jiao)高(gao)的(de)(de)加(jia)熱溫度，一般約為(wei)1170℃。大(da)量變形(xing)(xing)以在1170~1010℃為(wei)宜；微量變形(xing)(xing)可(ke)在930℃以上進(jin)行(xing)。此合金的(de)(de)冷加(jia)工和冷成(cheng)型性亦(yi)佳；與(yu)(yu)(yu)其(qi)他高(gao)鎳、鉻、鉬合金性能相近。圖系合金冷變形(xing)(xing)量與(yu)(yu)(yu)硬度的(de)(de)關系并與(yu)(yu)(yu)其(qi)他材料進(jin)行(xing)比較(jiao)的(de)(de)結果。由圖可(ke)知，由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合金冷作(zuo)硬化傾向較(jiao)大(da)，故進(jin)行(xing)冷加(jia)工和冷成(cheng)型時(shi)要及時(shi)進(jin)行(xing)中間軟(ruan)化退(tui)火處理。

  5. 熱(re)處理

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合金用(yong)于(yu)(yu)高(gao)溫高(gao)強(qiang)度用(yong)途(tu)，系在約1120℃進(jin)行固溶處理(li)（合金中(zhong)含碳量(liang)～0.05%).用(yong)于(yu)(yu)耐(nai)濕態(tai)腐(fu)(fu)蝕用(yong)途(tu)（低碳量(liang)～0.03%)多采用(yong)軟化退火處理(li)，溫度為950~1050℃(以(yi)～980℃為宜）；為了防止焊后的晶間腐(fu)(fu)蝕傾(qing)向(xiang)，也可(ke)在900~1100℃進(jin)行穩定(ding)化處理(li)，由于(yu)(yu)NbC的優先(xian)形(xing)成(cheng)可(ke)避免鉻碳化物形(xing)成(cheng)所導致的晶界鉻貧化。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)(jin)的(de)大截面棒(bang)材可在1025~1052℃加熱，保溫(wen)2~4小時(shi)(shi)(shi)后快(kuai)冷，此時(shi)(shi)(shi)可獲(huo)(huo)得(de)充分(fen)再(zai)(zai)結晶，同(tong)時(shi)(shi)(shi)仍有(you)穩定的(de)高(gao)鈦、鈮的(de)碳(tan)化物沉淀存在。為了使此合金(jin)(jin)獲(huo)(huo)得(de)最高(gao)強度，固(gu)溶處理后可再(zai)(zai)進行雙時(shi)(shi)(shi)效(xiao)，第(di)一(yi)次(ci)在718~746℃時(shi)(shi)(shi)效(xiao)8小時(shi)(shi)(shi)，隨后以(yi)50℃/小時(shi)(shi)(shi)的(de)速度冷卻到621℃,再(zai)(zai)進行保溫(wen)8小時(shi)(shi)(shi)的(de)第(di)二(er)次(ci)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)，隨后空冷。控(kong)制(zhi)適宜的(de)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)時(shi)(shi)(shi)間，會由于高(gao)鉻、鉬碳(tan)化物的(de)減少(shao)獲(huo)(huo)得(de)良好(hao)的(de)耐點蝕(shi)(shi)、耐縫隙腐蝕(shi)(shi)和耐應力腐蝕(shi)(shi)性(xing)能。

四、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。