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0Cr22Ni60Mo9Nb4 (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(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(er)、 耐腐(fu)蝕性能

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和(he)(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)在大氣(qi)、天然水、海水、中(zhong)性鹽和(he)(he)堿等(deng)弱(ruo)介質中(zhong)，基本上(shang)是(shi)無(wu)明顯腐(fu)蝕(shi)(shi)的。在更(geng)苛刻的介質中(zhong)，由于(yu)鉻的存在能耐氧化性酸，并(bing)抗高(gao)(gao)溫(wen)氧化；由于(yu)是(shi)鎳基且鉬含量高(gao)(gao)，因此(ci)又(you)耐還原性酸介質。對于(yu)局部腐(fu)蝕(shi)(shi)，高(gao)(gao)鉻、鉬量使此(ci)合金(jin)耐點蝕(shi)(shi)和(he)(he)縫隙腐(fu)蝕(shi)(shi)，高(gao)(gao)鎳、鉻量使此(ci)合金(jin)耐應力腐(fu)蝕(shi)(shi)；高(gao)(gao)鈮（鈦）量使此(ci)合金(jin)不(bu)易(yi)產生(sheng)晶間腐(fu)蝕(shi)(shi)。

 1. 耐(nai)全面腐蝕性

  ①. 在硝酸中 在65%HNO3中和沸騰溫度下(xia)，此合金(jin)固(gu)溶態腐蝕率≤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(qing)(qing)氟酸(suan)中用(yong)螢石與硫酸(suan)反應制取氫(qing)(qing)氟酸(suan)的蒸發器，它的襯里一般用(yong)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金制造。與此同(tong)時，蒸發器之(zhi)間的管線、配件等也是(shi)采用(yong)此合(he)金。在HF氣提塔頂部掛片結果表明，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金的全面(mian)腐蝕速(su)率僅為0.075m/a。

  ⑤. 在(zai)含(han)磷(lin)酸的(de)一些(xie)介質中(zhong)試(shi)驗指出，在(zai)55%H3PO4+0.8%HF 溶液中(zhong)，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的(de)腐蝕速率為0.412mm/a。

  ⑥. 在堿中(zhong)在實驗室內50%NaOH中(zhong)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的年腐蝕速率為0.0125mm/a。經500小時試驗，未見有應(ying)力腐蝕產生。

  ⑦. 在(zai)鹽酸中由于此合金鉬含量高，在(zai)室溫(wen)鹽酸中有一定的耐(nai)蝕性。但溫(wen)度升高，耐(nai)蝕性下降(jiang)。

 2. 耐局部(bu)腐蝕(shi)性

  ①. 耐晶間腐蝕性(xing)

  由(you)于(yu)其鈮含量(liang)高，0Cr22Ni60o9Nb4 合(he)(he)金具(ju)有非常好的(de)(de)耐敏化態(tai)晶間(jian)腐蝕的(de)(de)性能。正是由(you)于(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)(he)金的(de)(de)此(ci)種性能，因(yin)而敏化處(chu)理(li)或(huo)焊后，此(ci)合(he)(he)金不需再進(jin)行(xing)固溶(rong)處(chu)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，經(jing)120銷售試(shi)驗(yan)得出的(de)T-T-S(時(shi)間(jian)－溫(wen)度－敏(min)（化(hua)）曲線(xian)。顯然，軟(ruan)化(hua)退火處理再經(jing)敏(min)化(hua)較固溶處理再敏(min)化(hua)的(de)00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合金(jin)晶間(jian)腐蝕敏(min)感(gan)性(xing)要低得多，這與軟(ruan)化(hua)退火態(tai)經(jing)敏(min)化(hua)后合金(jin)中大(da)量NbC先于鉻碳化(hua)物優先析(xi)出，防止晶界貧鉻區的(de)形成有(you)關。

 ②. 耐點蝕性 

  表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)等(deng)在(zai)兩 種酸(suan)介質中的耐(nai)(nai)點蝕性，可以看出0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在(zai)試驗(yan)條件下均有優良的耐(nai)(nai)點蝕性，而0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合金(jin)則耐(nai)(nai)點蝕性不良。

 ③. 縫隙腐蝕(shi) 

 表(biao)系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等合金(jin)的(de)縫隙腐蝕試驗結果。顯(xian)然(ran)，在所(suo)試驗的(de)條件(jian)下，625 和625 plus 兩(liang)種合金(jin)的(de)耐縫隙腐蝕性能(neng)中625 plus稍(shao)優(you)，但二者均顯(xian)著優(you)于718合金(jin)。

 ④. 應(ying)力腐蝕 

  模擬實際使用(yong)環境對0Cr22Ni60Mo9Nb4等合(he)(he)金(jin)進(jin)行(xing)了幾種應力腐蝕試驗，結果見表(biao)。表(biao)系模擬深(shen)氣井(jing)條(tiao)件，在高壓(ya)釜(fu)中進(jin)行(xing)試驗所取得的(de)結果，在此條(tiao)件下，表(biao)明無論是(shi)C型(xing)(xing)樣還是(shi)U型(xing)(xing)樣，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)的(de)耐應力腐蝕性能都是(shi)最佳。

  表系在5%NaCl+0.5%醋(cu)酸＋H2S (按NACE TM-077)15%MgCb溶液(ye)沸騰(teng)溫度(du)下(xia)進行試驗所取得的(de)(de)結(jie)(jie)果。表的(de)(de)結(jie)(jie)果表明，試驗的(de)(de)合金耐(nai)應(ying)力(li)腐蝕性(xing)能均良(liang)好(hao)，沒有斷(duan)裂產(chan)生。而表的(de)(de)結(jie)(jie)果表明，5%MgCl2沸騰(teng)條件下(xia) 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐(nai)應(ying)力(li)腐出性(xing)能良(liang)好(hao)，且均優于718合金。

 ⑤. 腐蝕(shi)疲勞 

   圖系0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金在(zai)室(shi)溫海水中的(de)(de)腐(fu)蝕疲勞試驗結果，顯然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合金的(de)(de)腐(fu)蝕疲勞強度(du)要(yao)高于所試驗的(de)(de) Hastel-loy C和 Incoloy 800 以(yi)及通用不(bu)銹鋼304和316。

三、力學性能等其他性能

  1. 力(li)學性能

   一般使(shi)(shi)用(yong)溫(wen)度≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金適用(yong)于冷、熱加工并(bing)退(tui)火后使(shi)(shi)用(yong)；使(shi)(shi)用(yong)溫(wen)度高于650℃時(shi)，則(ze)退(tui)火或固溶態均(jun)可應用(yong)。對于有高溫(wen)蠕(ru)變或持久要求(qiu)時(shi)，建議(yi)在(zai)固溶態使(shi)(shi)用(yong)；而細晶粒合金則(ze)在(zai)≤ 816℃ 使(shi)(shi)用(yong)以及在(zai)對疲勞(lao)強度、硬(ying)度和(he)瞬時(shi)強度又要去的條件下使(shi)(shi)用(yong)。

  表系00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的力學(xue)性(xing)能(neng)(neng)。從(cong)表結果(guo)可(ke)知，此合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)經(jing)732℃單時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)后屈(qu)(qu)服強(qiang)度(du)(du)(du)較(jiao)低（690~793MPa),而經(jing)雙(shuang)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)后，可(ke)獲得高(gao)達827~956MPa的屈(qu)(qu)服強(qiang)度(du)(du)(du)且仍具有(you)較(jiao)高(gao)塑(su)性(xing)，雙(shuang)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)，若將第(di)一次(ci)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)溫(wen)度(du)(du)(du)從(cong)718℃提高(gao)到(dao)746℃,則合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的硬度(du)(du)(du)也會有(you)所提高(gao)。表3-5-109的結果(guo)表明，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)經(jing)固溶處(chu)理再經(jing)746℃x8h爐冷(leng)＋621℃ × 8小(xiao)時(shi)(shi)(shi)空(kong)冷(leng)雙(shuang)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)處(chu)理并在(zai)316℃保持1000小(xiao)時(shi)(shi)(shi)后測定其性(xing)能(neng)(neng)，對此合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的抗(kang)張性(xing)能(neng)(neng)并無(wu)明顯影響；表的結果(guo)系經(jing)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)處(chu)理的00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)和經(jing)冷(leng)加(jia)工變形(xing)量25%的0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)在(zai)232℃時(shi)(shi)(shi)的抗(kang)拉性(xing)能(neng)(neng)，可(ke)以看(kan)出，與室(shi)溫(wen)性(xing)能(neng)(neng)相比，經(jing)冷(leng)加(jia)工變形(xing)提高(gao)強(qiang)度(du)(du)(du)的0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)其強(qiang)度(du)(du)(du)降(jiang)低明顯，而經(jing)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)處(chu)理提高(gao)強(qiang)度(du)(du)(du)的00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的強(qiang)度(du)(du)(du)則降(jiang)低較(jiao)少(shao)，表系0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的高(gao)溫(wen)力學(xue)性(xing)能(neng)(neng)。

  2. 物理性能

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

  3.  焊接性能

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金焊接性能(neng)良好(hao)。可采用通用的焊接方(fang)法，例如 GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和(he)SAW以及SMAW(MMA)等(deng)，而不會遇到(dao)特(te)殊困難(nan)。

  4. 冷熱加工及成型性能(neng)

  由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)(jin)較(jiao)高(gao)的(de)高(gao)溫(wen)變(bian)形(xing)抗(kang)力，因此需要(yao)較(jiao)高(gao)的(de)加熱溫(wen)度(du)，一(yi)般約(yue)為1170℃。大量(liang)變(bian)形(xing)以在(zai)(zai)1170~1010℃為宜；微量(liang)變(bian)形(xing)可在(zai)(zai)930℃以上(shang)進(jin)行(xing)(xing)。此合(he)金(jin)(jin)的(de)冷(leng)(leng)加工(gong)和冷(leng)(leng)成(cheng)型(xing)性亦佳(jia)；與其他(ta)(ta)高(gao)鎳(nie)、鉻、鉬合(he)金(jin)(jin)性能相近。圖系合(he)金(jin)(jin)冷(leng)(leng)變(bian)形(xing)量(liang)與硬度(du)的(de)關系并(bing)與其他(ta)(ta)材料進(jin)行(xing)(xing)比較(jiao)的(de)結果。由圖可知(zhi)，由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)(jin)冷(leng)(leng)作(zuo)硬化傾(qing)向(xiang)較(jiao)大，故進(jin)行(xing)(xing)冷(leng)(leng)加工(gong)和冷(leng)(leng)成(cheng)型(xing)時要(yao)及時進(jin)行(xing)(xing)中間軟化退火處理(li)。

  5. 熱處理

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)用(yong)于(yu)高(gao)溫(wen)高(gao)強度用(yong)途，系在約1120℃進行固溶處理（合金(jin)中含碳量～0.05%).用(yong)于(yu)耐濕態腐蝕用(yong)途（低碳量～0.03%)多采用(yong)軟化(hua)退火處理，溫(wen)度為(wei)950~1050℃(以(yi)～980℃為(wei)宜(yi)）；為(wei)了防止焊后的(de)(de)晶間(jian)腐蝕傾向，也可(ke)在900~1100℃進行穩定(ding)化(hua)處理，由于(yu)NbC的(de)(de)優(you)先形(xing)成(cheng)可(ke)避免鉻碳化(hua)物形(xing)成(cheng)所導致的(de)(de)晶界鉻貧(pin)化(hua)。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)的(de)大截面棒材可在1025~1052℃加(jia)熱，保溫2~4小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)后(hou)快冷，此時(shi)(shi)可獲(huo)(huo)得充分再(zai)結(jie)晶(jing)，同時(shi)(shi)仍有穩定的(de)高(gao)鈦(tai)、鈮(ni)的(de)碳(tan)化物(wu)沉淀(dian)存在。為了(le)使此合(he)金(jin)獲(huo)(huo)得最高(gao)強度，固溶處理后(hou)可再(zai)進行(xing)雙時(shi)(shi)效，第一次(ci)在718~746℃時(shi)(shi)效8小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)，隨后(hou)以(yi)50℃/小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)的(de)速(su)度冷卻到621℃,再(zai)進行(xing)保溫8小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)的(de)第二次(ci)時(shi)(shi)效，隨后(hou)空冷。控制適宜的(de)時(shi)(shi)效時(shi)(shi)間，會由于高(gao)鉻、鉬碳(tan)化物(wu)的(de)減少(shao)獲(huo)(huo)得良好的(de)耐點(dian)蝕、耐縫隙(xi)腐蝕和耐應力腐蝕性(xing)能(neng)。

四(si)、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。