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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(yi)、化學成分和組(zu)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(er)、 耐(nai)腐蝕性能

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金在(zai)大(da)氣、天然水、海水、中(zhong)性鹽和(he)堿等弱介(jie)質中(zhong)，基本上是(shi)無明顯腐蝕的。在(zai)更(geng)苛(ke)刻(ke)的介(jie)質中(zhong)，由于(yu)鉻的存在(zai)能耐氧化性酸(suan)，并(bing)抗高(gao)溫(wen)氧化；由于(yu)是(shi)鎳基且(qie)鉬含量高(gao)，因此又耐還(huan)原性酸(suan)介(jie)質。對于(yu)局(ju)部腐蝕，高(gao)鉻、鉬量使此合(he)金耐點蝕和(he)縫隙腐蝕，高(gao)鎳、鉻量使此合(he)金耐應(ying)力(li)腐蝕；高(gao)鈮（鈦）量使此合(he)金不易產生晶間腐蝕。

 1. 耐全面腐蝕性

  ①. 在(zai)硝酸中 在(zai)65%HNO3中和沸騰溫度(du)下，此合金固溶態腐蝕率≤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)氟(fu)酸(suan)中用(yong)(yong)螢石(shi)與(yu)(yu)硫酸(suan)反應制取氫(qing)氟(fu)酸(suan)的(de)蒸發(fa)器，它的(de)襯里一(yi)般用(yong)(yong)0Cr22Ni60Mo9Nb4合金制造。與(yu)(yu)此(ci)(ci)同時(shi)，蒸發(fa)器之(zhi)間的(de)管線(xian)、配件等(deng)也是采(cai)用(yong)(yong)此(ci)(ci)合金。在HF氣(qi)提塔頂部掛(gua)片(pian)結(jie)果表(biao)明，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的(de)全面腐蝕速率僅為0.075m/a。

  ⑤. 在含(han)磷(lin)酸(suan)的(de)一(yi)些介質中試驗(yan)指出，在55%H3PO4+0.8%HF 溶(rong)液(ye)中，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的(de)腐蝕速率為0.412mm/a。

  ⑥. 在堿中在實(shi)驗(yan)室內50%NaOH中0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的年腐蝕速率為0.0125mm/a。經500小(xiao)時試驗(yan)，未見有應力腐蝕產生(sheng)。

  ⑦. 在(zai)鹽酸(suan)中(zhong)由于(yu)此(ci)合(he)金鉬含量高，在(zai)室(shi)溫鹽酸(suan)中(zhong)有(you)一定的(de)耐蝕(shi)性。但溫度升高，耐蝕(shi)性下降(jiang)。

 2. 耐局(ju)部腐蝕性

  ①. 耐晶間腐(fu)蝕性(xing)

  由于其鈮含(han)量高，0Cr22Ni60o9Nb4 合金(jin)具有(you)非常好的(de)耐敏(min)化態晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)的(de)性(xing)能。正是由于0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的(de)此(ci)種性(xing)能，因而敏(min)化處(chu)(chu)理或焊(han)后，此(ci)合金(jin)不需(xu)再進行固溶處(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(zhong)，經(jing)120銷售試驗(yan)得出的(de)T-T-S(時(shi)間(jian)－溫度－敏（化(hua)(hua)(hua)）曲線。顯(xian)然，軟(ruan)化(hua)(hua)(hua)退火(huo)處理再經(jing)敏化(hua)(hua)(hua)較固(gu)溶(rong)處理再敏化(hua)(hua)(hua)的(de)00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合金晶(jing)間(jian)腐蝕敏感性(xing)要低得多，這與(yu)軟(ruan)化(hua)(hua)(hua)退火(huo)態經(jing)敏化(hua)(hua)(hua)后合金中(zhong)大量NbC先于鉻碳化(hua)(hua)(hua)物優(you)先析出，防止(zhi)晶(jing)界貧鉻區的(de)形成有關(guan)。

 ②. 耐(nai)點蝕性 

  表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)等在(zai)兩 種酸(suan)介質(zhi)中的(de)(de)耐點蝕性(xing)(xing)，可以看(kan)出0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在(zai)試驗(yan)條件下均有優良(liang)的(de)(de)耐點蝕性(xing)(xing)，而0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合金(jin)則耐點蝕性(xing)(xing)不良(liang)。

 ③. 縫隙(xi)腐(fu)蝕(shi) 

 表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等合(he)金的(de)(de)縫隙腐(fu)蝕(shi)試驗(yan)結果。顯(xian)然，在所試驗(yan)的(de)(de)條件下，625 和625 plus 兩(liang)種(zhong)合(he)金的(de)(de)耐(nai)縫隙腐(fu)蝕(shi)性能中625 plus稍優，但(dan)二者均顯(xian)著優于718合(he)金。

 ④. 應(ying)力腐蝕(shi) 

  模擬實際(ji)使用環境(jing)對0Cr22Ni60Mo9Nb4等合(he)(he)金進(jin)行(xing)了幾(ji)種應(ying)力腐(fu)蝕試驗，結果(guo)見表。表系模擬深氣(qi)井(jing)條(tiao)件(jian)，在高壓釜中進(jin)行(xing)試驗所取得(de)的(de)結果(guo)，在此條(tiao)件(jian)下，表明無論是C型樣還是U型樣，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金的(de)耐應(ying)力腐(fu)蝕性能都(dou)是最佳。

  表(biao)系在5%NaCl+0.5%醋酸＋H2S (按(an)NACE TM-077)15%MgCb溶(rong)液(ye)沸騰溫度下(xia)進(jin)行試驗所取得的(de)結(jie)果(guo)。表(biao)的(de)結(jie)果(guo)表(biao)明(ming)，試驗的(de)合(he)金(jin)耐應(ying)力腐蝕性能均(jun)良好(hao)，沒有(you)斷(duan)裂產生。而表(biao)的(de)結(jie)果(guo)表(biao)明(ming)，5%MgCl2沸騰條件下(xia) 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐應(ying)力腐出(chu)性能良好(hao)，且(qie)均(jun)優于718合(he)金(jin)。

 ⑤. 腐(fu)蝕(shi)疲(pi)勞 

   圖系0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金在室溫(wen)海水中的(de)腐(fu)蝕疲勞(lao)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)結(jie)果，顯(xian)然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金的(de)腐(fu)蝕疲勞(lao)強(qiang)度要高于(yu)所試(shi)(shi)驗(yan)(yan)的(de) Hastel-loy C和 Incoloy 800 以及通(tong)用不銹鋼304和316。

三、力學(xue)性能(neng)等其他(ta)性能(neng)

  1. 力學性能

   一般使(shi)用(yong)(yong)(yong)溫(wen)(wen)度(du)≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)適用(yong)(yong)(yong)于冷、熱加工(gong)并退(tui)火后使(shi)用(yong)(yong)(yong)；使(shi)用(yong)(yong)(yong)溫(wen)(wen)度(du)高于650℃時(shi)(shi)，則退(tui)火或固(gu)溶(rong)態均可應用(yong)(yong)(yong)。對于有高溫(wen)(wen)蠕變或持(chi)久要求時(shi)(shi)，建議在(zai)(zai)固(gu)溶(rong)態使(shi)用(yong)(yong)(yong)；而細晶粒合金(jin)則在(zai)(zai)≤ 816℃ 使(shi)用(yong)(yong)(yong)以及(ji)在(zai)(zai)對疲勞(lao)強(qiang)度(du)、硬度(du)和瞬時(shi)(shi)強(qiang)度(du)又要去的條件(jian)下使(shi)用(yong)(yong)(yong)。

  表(biao)系00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)的(de)(de)力學(xue)(xue)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。從表(biao)結果(guo)可知(zhi)，此(ci)合(he)(he)金(jin)經(jing)732℃單時(shi)(shi)效(xiao)后屈服強(qiang)度(du)(du)較(jiao)(jiao)低(di)（690~793MPa),而經(jing)雙時(shi)(shi)效(xiao)后，可獲得高(gao)(gao)達827~956MPa的(de)(de)屈服強(qiang)度(du)(du)且(qie)仍具有(you)較(jiao)(jiao)高(gao)(gao)塑性(xing)(xing)，雙時(shi)(shi)效(xiao)時(shi)(shi)，若將第一(yi)次(ci)時(shi)(shi)效(xiao)溫(wen)度(du)(du)從718℃提高(gao)(gao)到746℃,則(ze)合(he)(he)金(jin)的(de)(de)硬度(du)(du)也(ye)會(hui)有(you)所提高(gao)(gao)。表(biao)3-5-109的(de)(de)結果(guo)表(biao)明，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)經(jing)固溶處(chu)理(li)(li)再經(jing)746℃x8h爐(lu)冷(leng)(leng)(leng)＋621℃ × 8小時(shi)(shi)空冷(leng)(leng)(leng)雙時(shi)(shi)效(xiao)處(chu)理(li)(li)并(bing)在316℃保持1000小時(shi)(shi)后測(ce)定其(qi)(qi)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)，對(dui)此(ci)合(he)(he)金(jin)的(de)(de)抗張(zhang)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)并(bing)無明顯影響；表(biao)的(de)(de)結果(guo)系經(jing)時(shi)(shi)效(xiao)處(chu)理(li)(li)的(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)和經(jing)冷(leng)(leng)(leng)加工變(bian)形量(liang)25%的(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)在232℃時(shi)(shi)的(de)(de)抗拉性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)，可以看(kan)出，與(yu)室溫(wen)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)相(xiang)比，經(jing)冷(leng)(leng)(leng)加工變(bian)形提高(gao)(gao)強(qiang)度(du)(du)的(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)其(qi)(qi)強(qiang)度(du)(du)降(jiang)低(di)明顯，而經(jing)時(shi)(shi)效(xiao)處(chu)理(li)(li)提高(gao)(gao)強(qiang)度(du)(du)的(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)的(de)(de)強(qiang)度(du)(du)則(ze)降(jiang)低(di)較(jiao)(jiao)少，表(biao)系0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)的(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)力學(xue)(xue)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。

  2. 物(wu)理性能(neng)

  表(biao)列出了(le) 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金(jin)的物理性能 

  3.  焊接性能

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金焊接(jie)性能良好。可采用(yong)通用(yong)的焊接(jie)方法，例如 GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和SAW以及SMAW(MMA)等，而不會(hui)遇到特殊困難(nan)。

  4. 冷熱加(jia)工及成型性能

  由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合金較高的(de)(de)高溫變(bian)形(xing)抗力，因(yin)此(ci)需要較高的(de)(de)加熱溫度(du)，一般約(yue)為1170℃。大量變(bian)形(xing)以(yi)在1170~1010℃為宜(yi)；微(wei)量變(bian)形(xing)可在930℃以(yi)上(shang)進行(xing)。此(ci)合金的(de)(de)冷加工(gong)和冷成型(xing)性亦佳；與(yu)其(qi)他(ta)高鎳、鉻、鉬合金性能相近。圖系(xi)合金冷變(bian)形(xing)量與(yu)硬(ying)度(du)的(de)(de)關系(xi)并與(yu)其(qi)他(ta)材料進行(xing)比較的(de)(de)結果(guo)。由圖可知(zhi)，由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合金冷作硬(ying)化傾向(xiang)較大，故進行(xing)冷加工(gong)和冷成型(xing)時(shi)要及時(shi)進行(xing)中間軟化退火處理。

  5. 熱處理

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)用(yong)(yong)(yong)于高溫高強度(du)用(yong)(yong)(yong)途，系(xi)在約1120℃進(jin)行固溶(rong)處理（合金(jin)中含(han)碳量～0.05%).用(yong)(yong)(yong)于耐濕(shi)態(tai)腐蝕用(yong)(yong)(yong)途（低碳量～0.03%)多采用(yong)(yong)(yong)軟化(hua)(hua)(hua)退火處理，溫度(du)為950~1050℃(以～980℃為宜）；為了(le)防止焊后的(de)晶間(jian)腐蝕傾向(xiang)，也可(ke)在900~1100℃進(jin)行穩(wen)定(ding)化(hua)(hua)(hua)處理，由于NbC的(de)優先形(xing)成可(ke)避免鉻碳化(hua)(hua)(hua)物形(xing)成所導致的(de)晶界鉻貧化(hua)(hua)(hua)。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的(de)大截面棒材可在1025~1052℃加熱，保溫2~4小(xiao)時(shi)(shi)(shi)后快冷，此(ci)時(shi)(shi)(shi)可獲(huo)得(de)(de)充分再結晶，同時(shi)(shi)(shi)仍有穩定的(de)高(gao)(gao)鈦、鈮的(de)碳化(hua)物沉淀存在。為了使此(ci)合金獲(huo)得(de)(de)最高(gao)(gao)強度，固溶處理(li)后可再進(jin)行(xing)雙(shuang)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)，第(di)一次(ci)在718~746℃時(shi)(shi)(shi)效(xiao)8小(xiao)時(shi)(shi)(shi)，隨后以50℃/小(xiao)時(shi)(shi)(shi)的(de)速度冷卻到621℃,再進(jin)行(xing)保溫8小(xiao)時(shi)(shi)(shi)的(de)第(di)二次(ci)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)，隨后空(kong)冷。控制適宜的(de)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)時(shi)(shi)(shi)間，會由于高(gao)(gao)鉻、鉬碳化(hua)物的(de)減少獲(huo)得(de)(de)良好的(de)耐(nai)點蝕、耐(nai)縫隙腐蝕和(he)耐(nai)應(ying)力(li)腐蝕性能。

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。