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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(xue)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(er)、 耐腐(fu)蝕性能

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金在大氣(qi)、天然(ran)水、海水、中性鹽和堿等(deng)弱(ruo)介質(zhi)(zhi)中，基(ji)本上是(shi)(shi)無(wu)明顯腐(fu)(fu)蝕的(de)。在更(geng)苛刻的(de)介質(zhi)(zhi)中，由于(yu)鉻(ge)(ge)的(de)存在能耐氧化(hua)性酸，并抗高(gao)溫氧化(hua)；由于(yu)是(shi)(shi)鎳基(ji)且鉬含量(liang)(liang)高(gao)，因此又耐還(huan)原性酸介質(zhi)(zhi)。對于(yu)局部腐(fu)(fu)蝕，高(gao)鉻(ge)(ge)、鉬量(liang)(liang)使此合(he)(he)金耐點蝕和縫隙腐(fu)(fu)蝕，高(gao)鎳、鉻(ge)(ge)量(liang)(liang)使此合(he)(he)金耐應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕；高(gao)鈮（鈦）量(liang)(liang)使此合(he)(he)金不易產生晶間腐(fu)(fu)蝕。

 1. 耐全面(mian)腐蝕性

  ①. 在硝酸(suan)中 在65%HNO3中和沸騰(teng)溫度下，此(ci)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(zai)氫(qing)氟(fu)酸中用(yong)螢石與(yu)硫酸反應(ying)制取氫(qing)氟(fu)酸的蒸(zheng)發(fa)器，它的襯里一般(ban)用(yong)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)(jin)制造。與(yu)此(ci)同時，蒸(zheng)發(fa)器之間的管線、配件(jian)等(deng)也是采(cai)用(yong)此(ci)合(he)金(jin)(jin)。在(zai)HF氣提(ti)塔(ta)頂(ding)部掛片結果表(biao)明(ming)，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金(jin)(jin)的全面腐蝕速(su)率(lv)僅為0.075m/a。

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

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

  ⑦. 在鹽酸中由于此(ci)合金鉬含量高，在室溫(wen)(wen)鹽酸中有一(yi)定的耐蝕性。但溫(wen)(wen)度升高，耐蝕性下(xia)降。

 2. 耐(nai)局部腐(fu)蝕性

  ①. 耐(nai)晶間腐(fu)蝕(shi)性

  由(you)(you)于其鈮含(han)量(liang)高，0Cr22Ni60o9Nb4 合(he)(he)金(jin)具有(you)非常好的(de)耐敏化(hua)態晶間腐蝕(shi)的(de)性能。正是由(you)(you)于0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)(he)金(jin)的(de)此種(zhong)性能，因而敏化(hua)處(chu)(chu)理(li)或焊后，此合(he)(he)金(jin)不需再進行固溶處(chu)(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(zhong)，經(jing)120銷售試驗得(de)出的(de)T-T-S(時間－溫度－敏(min)(min)（化(hua)）曲線。顯然，軟化(hua)退(tui)火處理再經(jing)敏(min)(min)化(hua)較固溶處理再敏(min)(min)化(hua)的(de)00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合(he)金(jin)晶間腐蝕敏(min)(min)感(gan)性要低得(de)多，這(zhe)與軟化(hua)退(tui)火態(tai)經(jing)敏(min)(min)化(hua)后合(he)金(jin)中(zhong)大量NbC先于鉻碳(tan)化(hua)物優(you)先析出，防止晶界貧鉻區(qu)的(de)形成有關(guan)。

 ②. 耐點蝕性 

  表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)等在兩 種酸介質中的耐點(dian)蝕性(xing)，可(ke)以看出0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在試驗條件下(xia)均有優良(liang)的耐點(dian)蝕性(xing)，而0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合(he)(he)金(jin)則(ze)耐點(dian)蝕性(xing)不良(liang)。

 ③. 縫隙腐蝕 

 表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等合(he)(he)金(jin)的(de)(de)縫(feng)隙腐(fu)蝕試驗結果。顯然，在所試驗的(de)(de)條件下(xia)，625 和625 plus 兩種合(he)(he)金(jin)的(de)(de)耐縫(feng)隙腐(fu)蝕性能中625 plus稍優，但二者均顯著優于718合(he)(he)金(jin)。

 ④. 應力(li)腐蝕 

  模(mo)擬實際使(shi)用環境對0Cr22Ni60Mo9Nb4等(deng)合金(jin)進(jin)行了幾種(zhong)應力(li)腐蝕(shi)試驗，結(jie)果見(jian)表(biao)(biao)。表(biao)(biao)系(xi)模(mo)擬深氣井條(tiao)件，在高壓釜中進(jin)行試驗所(suo)取(qu)得(de)的結(jie)果，在此(ci)條(tiao)件下(xia)，表(biao)(biao)明(ming)無論是C型樣(yang)還是U型樣(yang)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)的耐應力(li)腐蝕(shi)性(xing)能都是最(zui)佳(jia)。

  表(biao)(biao)(biao)系在5%NaCl+0.5%醋酸＋H2S (按NACE TM-077)15%MgCb溶(rong)液沸騰溫度下進行試驗(yan)所取得(de)的(de)結果(guo)。表(biao)(biao)(biao)的(de)結果(guo)表(biao)(biao)(biao)明(ming)，試驗(yan)的(de)合金耐(nai)應力腐(fu)蝕性(xing)能均(jun)良(liang)好(hao)，沒有斷裂產生(sheng)。而(er)表(biao)(biao)(biao)的(de)結果(guo)表(biao)(biao)(biao)明(ming)，5%MgCl2沸騰條件下 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和(he) 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐(nai)應力腐(fu)出性(xing)能良(liang)好(hao)，且均(jun)優于718合金。

 ⑤. 腐蝕疲勞 

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

三、力學性(xing)能等(deng)其他性(xing)能

  1. 力學性能

   一(yi)般(ban)使用(yong)溫度(du)≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金適(shi)用(yong)于(yu)冷、熱加工并退火后使用(yong)；使用(yong)溫度(du)高于(yu)650℃時，則退火或(huo)固(gu)溶(rong)態均可應用(yong)。對(dui)于(yu)有高溫蠕變(bian)或(huo)持久要求時，建議在(zai)(zai)固(gu)溶(rong)態使用(yong)；而細(xi)晶粒合金則在(zai)(zai)≤ 816℃ 使用(yong)以及在(zai)(zai)對(dui)疲勞強度(du)、硬(ying)度(du)和瞬時強度(du)又要去(qu)的(de)條件下使用(yong)。

  表系00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金的力(li)學性(xing)(xing)能(neng)。從(cong)表結(jie)果可(ke)(ke)知，此合(he)(he)金經(jing)732℃單時(shi)效(xiao)(xiao)后屈服強(qiang)度(du)較(jiao)低(di)（690~793MPa),而經(jing)雙(shuang)時(shi)效(xiao)(xiao)后，可(ke)(ke)獲得(de)高達(da)827~956MPa的屈服強(qiang)度(du)且仍具(ju)有(you)較(jiao)高塑性(xing)(xing)，雙(shuang)時(shi)效(xiao)(xiao)時(shi)，若將(jiang)第一(yi)次時(shi)效(xiao)(xiao)溫(wen)度(du)從(cong)718℃提(ti)高到746℃,則(ze)合(he)(he)金的硬(ying)度(du)也會(hui)有(you)所提(ti)高。表3-5-109的結(jie)果表明，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金經(jing)固(gu)溶處(chu)(chu)理再(zai)經(jing)746℃x8h爐冷(leng)＋621℃ × 8小(xiao)時(shi)空冷(leng)雙(shuang)時(shi)效(xiao)(xiao)處(chu)(chu)理并在(zai)316℃保持1000小(xiao)時(shi)后測定其(qi)性(xing)(xing)能(neng)，對此合(he)(he)金的抗張性(xing)(xing)能(neng)并無(wu)明顯(xian)(xian)影響；表的結(jie)果系經(jing)時(shi)效(xiao)(xiao)處(chu)(chu)理的00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金和經(jing)冷(leng)加工變形量25%的0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金在(zai)232℃時(shi)的抗拉性(xing)(xing)能(neng)，可(ke)(ke)以看出，與室(shi)溫(wen)性(xing)(xing)能(neng)相比，經(jing)冷(leng)加工變形提(ti)高強(qiang)度(du)的0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金其(qi)強(qiang)度(du)降(jiang)低(di)明顯(xian)(xian)，而經(jing)時(shi)效(xiao)(xiao)處(chu)(chu)理提(ti)高強(qiang)度(du)的00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金的強(qiang)度(du)則(ze)降(jiang)低(di)較(jiao)少，表系0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金的高溫(wen)力(li)學性(xing)(xing)能(neng)。

  2. 物(wu)理性能

  表(biao)列出了(le) 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的物理(li)性(xing)能 

  3.  焊接性(xing)能

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)焊接性(xing)能良(liang)好(hao)。可采用(yong)通(tong)用(yong)的焊接方法(fa)，例如(ru) GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和(he)SAW以及SMAW(MMA)等，而不(bu)會遇到特殊困(kun)難。

  4. 冷熱加工及成(cheng)型(xing)性(xing)能

  由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)較(jiao)(jiao)高(gao)的(de)高(gao)溫(wen)變(bian)形抗(kang)力，因此(ci)需要較(jiao)(jiao)高(gao)的(de)加(jia)(jia)熱(re)溫(wen)度，一般(ban)約(yue)為1170℃。大(da)量(liang)變(bian)形以在1170~1010℃為宜；微量(liang)變(bian)形可(ke)在930℃以上進(jin)(jin)行。此(ci)合(he)(he)金(jin)的(de)冷(leng)加(jia)(jia)工和冷(leng)成(cheng)型(xing)性亦佳；與(yu)其他高(gao)鎳、鉻、鉬(mu)合(he)(he)金(jin)性能相近。圖(tu)系合(he)(he)金(jin)冷(leng)變(bian)形量(liang)與(yu)硬度的(de)關系并與(yu)其他材(cai)料進(jin)(jin)行比較(jiao)(jiao)的(de)結(jie)果。由圖(tu)可(ke)知，由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)冷(leng)作硬化(hua)(hua)傾向較(jiao)(jiao)大(da)，故(gu)進(jin)(jin)行冷(leng)加(jia)(jia)工和冷(leng)成(cheng)型(xing)時要及(ji)時進(jin)(jin)行中間軟化(hua)(hua)退火處理。

  5. 熱處理(li)

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金用(yong)于(yu)高溫高強(qiang)度(du)用(yong)途(tu)，系在約1120℃進行固溶處理（合(he)金中含碳量(liang)～0.05%).用(yong)于(yu)耐濕態腐(fu)蝕用(yong)途(tu)（低碳量(liang)～0.03%)多采用(yong)軟(ruan)化退火(huo)處理，溫度(du)為(wei)950~1050℃(以～980℃為(wei)宜）；為(wei)了防止焊后的晶間腐(fu)蝕傾向(xiang)，也可(ke)在900~1100℃進行穩定化處理，由于(yu)NbC的優(you)先形成(cheng)可(ke)避(bi)免鉻碳化物形成(cheng)所導致(zhi)的晶界鉻貧化。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的大截面(mian)棒材可(ke)在(zai)1025~1052℃加熱，保溫(wen)2~4小(xiao)時(shi)(shi)后快冷(leng)(leng)，此時(shi)(shi)可(ke)獲(huo)(huo)得(de)充(chong)分再(zai)結晶(jing)，同時(shi)(shi)仍有穩定的高(gao)鈦、鈮的碳化物沉(chen)淀存在(zai)。為(wei)了(le)使此合金獲(huo)(huo)得(de)最高(gao)強度，固(gu)溶處理后可(ke)再(zai)進行雙(shuang)時(shi)(shi)效(xiao)，第(di)一次在(zai)718~746℃時(shi)(shi)效(xiao)8小(xiao)時(shi)(shi)，隨后以50℃/小(xiao)時(shi)(shi)的速度冷(leng)(leng)卻到621℃,再(zai)進行保溫(wen)8小(xiao)時(shi)(shi)的第(di)二次時(shi)(shi)效(xiao)，隨后空冷(leng)(leng)。控制適宜的時(shi)(shi)效(xiao)時(shi)(shi)間，會由于高(gao)鉻、鉬(mu)碳化物的減少獲(huo)(huo)得(de)良(liang)好的耐點蝕、耐縫隙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。