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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(zhi)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(fu)蝕性能

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金在大氣、天(tian)然(ran)水(shui)、海水(shui)、中(zhong)性(xing)鹽和(he)堿等弱介質(zhi)中(zhong)，基(ji)本(ben)上是無明顯腐(fu)蝕(shi)的。在更苛刻的介質(zhi)中(zhong)，由于鉻(ge)的存在能耐氧化(hua)性(xing)酸，并(bing)抗高溫氧化(hua)；由于是鎳(nie)基(ji)且鉬含量(liang)(liang)高，因此(ci)(ci)又耐還原性(xing)酸介質(zhi)。對于局(ju)部腐(fu)蝕(shi)，高鉻(ge)、鉬量(liang)(liang)使(shi)(shi)此(ci)(ci)合(he)金耐點蝕(shi)和(he)縫隙腐(fu)蝕(shi)，高鎳(nie)、鉻(ge)量(liang)(liang)使(shi)(shi)此(ci)(ci)合(he)金耐應力腐(fu)蝕(shi)；高鈮(ni)（鈦）量(liang)(liang)使(shi)(shi)此(ci)(ci)合(he)金不(bu)易產(chan)生晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)。

 1. 耐(nai)全面(mian)腐蝕性

  ①. 在硝酸中(zhong) 在65%HNO3中(zhong)和沸騰溫度下(xia)，此合金固溶態腐蝕(shi)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(qing)氟酸中用螢石與硫酸反(fan)應制取氫(qing)氟酸的蒸發器，它的襯(chen)里一般用0Cr22Ni60Mo9Nb4合金制造。與此(ci)同時，蒸發器之間(jian)的管(guan)線(xian)、配(pei)件等(deng)也是采(cai)用此(ci)合金。在HF氣提塔頂部掛片(pian)結果表明，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的全面腐(fu)蝕速率僅為0.075m/a。

  ⑤. 在(zai)(zai)含磷(lin)酸的一些介質中(zhong)試(shi)驗指出，在(zai)(zai)55%H3PO4+0.8%HF 溶(rong)液中(zhong)，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金(jin)的腐蝕速(su)率為0.412mm/a。

  ⑥. 在(zai)堿中在(zai)實(shi)驗室內50%NaOH中0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的(de)年腐(fu)蝕速(su)率(lv)為0.0125mm/a。經(jing)500小(xiao)時試驗，未(wei)見有應力腐(fu)蝕產生(sheng)。

  ⑦. 在鹽(yan)酸(suan)中由于此合金鉬含量(liang)高，在室溫鹽(yan)酸(suan)中有一定的(de)耐(nai)蝕性(xing)。但(dan)溫度升高，耐(nai)蝕性(xing)下降。

 2. 耐局部(bu)腐蝕性

  ①. 耐晶間腐蝕(shi)性(xing)

  由于(yu)其鈮含量(liang)高(gao)，0Cr22Ni60o9Nb4 合(he)金(jin)具(ju)有(you)非常好的耐敏化(hua)(hua)態晶間(jian)腐(fu)蝕的性(xing)(xing)能。正是由于(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金(jin)的此種性(xing)(xing)能，因而敏化(hua)(hua)處理(li)或焊后，此合(he)金(jin)不需再進行固(gu)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(rong)液中，經120銷售試驗(yan)得(de)出(chu)的(de)T-T-S(時間(jian)－溫度－敏（化）曲(qu)線(xian)。顯然(ran)，軟化退火處理(li)再經敏化較固溶(rong)處理(li)再敏化的(de)00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合(he)金(jin)晶間(jian)腐蝕敏感性要(yao)低得(de)多，這與軟化退火態經敏化后合(he)金(jin)中大量NbC先于鉻(ge)碳化物(wu)優先析出(chu)，防(fang)止晶界(jie)貧鉻(ge)區的(de)形成有關。

 ②. 耐點(dian)蝕性(xing) 

  表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)等在兩(liang) 種酸介質中的耐點蝕性，可以看出0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在試驗條件(jian)下均有優(you)良(liang)的耐點蝕性，而0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合(he)金(jin)則耐點蝕性不良(liang)。

 ③. 縫隙腐蝕 

 表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等合金的(de)(de)縫隙腐蝕試驗(yan)結果。顯然，在所(suo)試驗(yan)的(de)(de)條件下，625 和625 plus 兩種合金的(de)(de)耐(nai)縫隙腐蝕性能中625 plus稍優(you)，但二(er)者均顯著優(you)于(yu)718合金。

 ④. 應(ying)力腐(fu)蝕 

  模擬(ni)實際(ji)使用環境(jing)對0Cr22Ni60Mo9Nb4等合(he)金(jin)(jin)進行(xing)了幾種(zhong)應力(li)腐蝕試(shi)(shi)驗，結果見(jian)表。表系模擬(ni)深氣井條件(jian)，在高壓釜中進行(xing)試(shi)(shi)驗所取得的(de)結果，在此條件(jian)下，表明無論是C型(xing)樣還是U型(xing)樣，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)(jin)的(de)耐應力(li)腐蝕性(xing)能都是最佳(jia)。

  表(biao)系在(zai)5%NaCl+0.5%醋酸(suan)＋H2S (按NACE TM-077)15%MgCb溶液(ye)沸(fei)騰(teng)溫度(du)下進(jin)行試驗所取得的(de)結果。表(biao)的(de)結果表(biao)明(ming)，試驗的(de)合金(jin)耐(nai)應力腐蝕性能(neng)均良好，沒有斷(duan)裂(lie)產生。而表(biao)的(de)結果表(biao)明(ming)，5%MgCl2沸(fei)騰(teng)條件下 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和(he) 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐(nai)應力腐出性能(neng)良好，且(qie)均優于(yu)718合金(jin)。

 ⑤. 腐蝕疲勞 

   圖(tu)系0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金在室溫海水中(zhong)的腐(fu)蝕疲勞試驗結(jie)果，顯然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合金的腐(fu)蝕疲勞強度要高于所(suo)試驗的 Hastel-loy C和(he)(he) Incoloy 800 以及通用不銹鋼(gang)304和(he)(he)316。

三(san)、力學性能(neng)等其他(ta)性能(neng)

  1. 力學性能

   一般使用(yong)溫度(du)(du)≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金(jin)適用(yong)于(yu)(yu)冷、熱(re)加工(gong)并退火后使用(yong)；使用(yong)溫度(du)(du)高于(yu)(yu)650℃時，則退火或固溶(rong)(rong)態均可應用(yong)。對于(yu)(yu)有高溫蠕變(bian)或持久(jiu)要(yao)求時，建議在(zai)固溶(rong)(rong)態使用(yong)；而細晶粒合(he)金(jin)則在(zai)≤ 816℃ 使用(yong)以及在(zai)對疲勞(lao)強(qiang)度(du)(du)、硬度(du)(du)和瞬(shun)時強(qiang)度(du)(du)又要(yao)去的(de)條(tiao)件下使用(yong)。

  表系(xi)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)力(li)學性(xing)能(neng)(neng)。從表結(jie)(jie)果(guo)可(ke)知，此合(he)(he)(he)金(jin)(jin)經(jing)732℃單時效(xiao)(xiao)后(hou)屈(qu)(qu)服強度(du)較低(di)（690~793MPa),而經(jing)雙(shuang)時效(xiao)(xiao)后(hou)，可(ke)獲得高(gao)(gao)達827~956MPa的(de)(de)屈(qu)(qu)服強度(du)且仍具有(you)較高(gao)(gao)塑性(xing)，雙(shuang)時效(xiao)(xiao)時，若(ruo)將第(di)一次時效(xiao)(xiao)溫度(du)從718℃提(ti)高(gao)(gao)到746℃,則合(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)硬度(du)也會有(you)所提(ti)高(gao)(gao)。表3-5-109的(de)(de)結(jie)(jie)果(guo)表明(ming)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金(jin)(jin)經(jing)固溶(rong)處理再經(jing)746℃x8h爐冷(leng)＋621℃ × 8小時空冷(leng)雙(shuang)時效(xiao)(xiao)處理并在316℃保持1000小時后(hou)測(ce)定其性(xing)能(neng)(neng)，對(dui)此合(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)抗(kang)(kang)張性(xing)能(neng)(neng)并無(wu)明(ming)顯(xian)影(ying)響(xiang)；表的(de)(de)結(jie)(jie)果(guo)系(xi)經(jing)時效(xiao)(xiao)處理的(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金(jin)(jin)和經(jing)冷(leng)加工變(bian)形量(liang)25%的(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)(he)金(jin)(jin)在232℃時的(de)(de)抗(kang)(kang)拉性(xing)能(neng)(neng)，可(ke)以看出，與室溫性(xing)能(neng)(neng)相比，經(jing)冷(leng)加工變(bian)形提(ti)高(gao)(gao)強度(du)的(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)(he)金(jin)(jin)其強度(du)降低(di)明(ming)顯(xian)，而經(jing)時效(xiao)(xiao)處理提(ti)高(gao)(gao)強度(du)的(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)強度(du)則降低(di)較少，表系(xi)0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)高(gao)(gao)溫力(li)學性(xing)能(neng)(neng)。

  2. 物(wu)理性能

  表列出了 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的物理性能 

  3.  焊接(jie)性能(neng)

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金焊接性能良好。可采用(yong)通(tong)用(yong)的焊接方法，例如 GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和SAW以及(ji)SMAW(MMA)等，而不(bu)會遇到特殊困(kun)難(nan)。

  4. 冷熱加工及成型性能

  由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)較高(gao)的(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)變(bian)形抗力，因此(ci)需要較高(gao)的(de)(de)(de)加熱(re)溫(wen)度(du)，一般(ban)約(yue)為1170℃。大量變(bian)形以在(zai)1170~1010℃為宜(yi)；微量變(bian)形可在(zai)930℃以上進行(xing)(xing)。此(ci)合金(jin)的(de)(de)(de)冷(leng)加工(gong)和冷(leng)成(cheng)型性(xing)亦佳(jia)；與(yu)其(qi)他(ta)高(gao)鎳、鉻、鉬合金(jin)性(xing)能相近(jin)。圖(tu)系合金(jin)冷(leng)變(bian)形量與(yu)硬(ying)度(du)的(de)(de)(de)關系并(bing)與(yu)其(qi)他(ta)材料進行(xing)(xing)比較的(de)(de)(de)結果。由圖(tu)可知，由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)冷(leng)作硬(ying)化傾(qing)向較大，故進行(xing)(xing)冷(leng)加工(gong)和冷(leng)成(cheng)型時(shi)要及(ji)時(shi)進行(xing)(xing)中間軟化退火(huo)處理。

  5. 熱處理(li)

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)用(yong)于高溫(wen)高強度用(yong)途，系在約1120℃進(jin)行固(gu)溶處(chu)理(li)（合金(jin)中含碳(tan)量(liang)～0.05%).用(yong)于耐濕態腐(fu)蝕用(yong)途（低碳(tan)量(liang)～0.03%)多(duo)采用(yong)軟化(hua)退(tui)火處(chu)理(li)，溫(wen)度為950~1050℃(以(yi)～980℃為宜）；為了防止焊后的(de)晶間腐(fu)蝕傾向，也可在900~1100℃進(jin)行穩定化(hua)處(chu)理(li)，由于NbC的(de)優先(xian)形(xing)成(cheng)可避免(mian)鉻碳(tan)化(hua)物形(xing)成(cheng)所(suo)導致的(de)晶界(jie)鉻貧化(hua)。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金的(de)(de)(de)(de)大截面棒材可(ke)在(zai)1025~1052℃加熱，保溫2~4小(xiao)時(shi)(shi)后(hou)快冷，此時(shi)(shi)可(ke)獲(huo)(huo)得充分再(zai)結晶，同時(shi)(shi)仍有穩定的(de)(de)(de)(de)高(gao)鈦(tai)、鈮的(de)(de)(de)(de)碳化物沉淀存(cun)在(zai)。為(wei)了使此合(he)(he)金獲(huo)(huo)得最高(gao)強(qiang)度，固溶(rong)處理后(hou)可(ke)再(zai)進(jin)(jin)行雙時(shi)(shi)效(xiao)，第(di)一次(ci)在(zai)718~746℃時(shi)(shi)效(xiao)8小(xiao)時(shi)(shi)，隨后(hou)以50℃/小(xiao)時(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)速度冷卻到621℃,再(zai)進(jin)(jin)行保溫8小(xiao)時(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)第(di)二(er)次(ci)時(shi)(shi)效(xiao)，隨后(hou)空冷。控(kong)制適宜的(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)效(xiao)時(shi)(shi)間，會(hui)由于高(gao)鉻(ge)、鉬碳化物的(de)(de)(de)(de)減少(shao)獲(huo)(huo)得良(liang)好(hao)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)點蝕、耐(nai)縫隙腐蝕和耐(nai)應(ying)力(li)腐蝕性能。

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。