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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(he)組織(zhi)特(te)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、 耐腐蝕(shi)性能

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金在大氣、天然水、海水、中性鹽和堿等弱介質中，基本上是無(wu)明顯腐(fu)蝕(shi)的(de)。在更苛刻的(de)介質中，由于(yu)鉻(ge)的(de)存在能(neng)耐(nai)氧化性酸(suan)，并抗高(gao)(gao)溫氧化；由于(yu)是鎳基且鉬(mu)含量(liang)高(gao)(gao)，因此(ci)又耐(nai)還原性酸(suan)介質。對于(yu)局部腐(fu)蝕(shi)，高(gao)(gao)鉻(ge)、鉬(mu)量(liang)使此(ci)合(he)金耐(nai)點蝕(shi)和縫隙腐(fu)蝕(shi)，高(gao)(gao)鎳、鉻(ge)量(liang)使此(ci)合(he)金耐(nai)應力(li)腐(fu)蝕(shi)；高(gao)(gao)鈮（鈦）量(liang)使此(ci)合(he)金不易產生(sheng)晶間腐(fu)蝕(shi)。

 1. 耐全面腐蝕性

  ①. 在(zai)(zai)硝(xiao)酸中(zhong) 在(zai)(zai)65%HNO3中(zhong)和沸騰(teng)溫(wen)度(du)下，此合金固溶態(tai)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. 在氫氟(fu)酸中用螢(ying)石與(yu)硫酸反應制取氫氟(fu)酸的(de)蒸(zheng)發(fa)器，它的(de)襯里一般(ban)用0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金制造。與(yu)此同時，蒸(zheng)發(fa)器之間的(de)管線、配件等(deng)也(ye)是采用此合(he)金。在HF氣提塔頂(ding)部掛片結果(guo)表明，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金的(de)全面腐(fu)蝕速率(lv)僅為0.075m/a。

  ⑤. 在含磷酸(suan)的一些介質中試驗(yan)指(zhi)出，在55%H3PO4+0.8%HF 溶液(ye)中，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的腐蝕速率為0.412mm/a。

  ⑥. 在堿中在實驗(yan)室內50%NaOH中0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的(de)年腐(fu)蝕速(su)率為(wei)0.0125mm/a。經500小時試驗(yan)，未見有應力腐(fu)蝕產生(sheng)。

  ⑦. 在鹽(yan)(yan)酸中由于(yu)此合(he)金鉬含(han)量(liang)高(gao)，在室溫(wen)鹽(yan)(yan)酸中有一(yi)定的耐蝕性(xing)。但溫(wen)度升(sheng)高(gao)，耐蝕性(xing)下降。

 2. 耐局部腐蝕性

  ①. 耐(nai)晶間腐(fu)蝕性

  由于其鈮含量高(gao)，0Cr22Ni60o9Nb4 合金(jin)(jin)具有非常好的(de)耐敏(min)化態晶(jing)間腐蝕的(de)性能(neng)。正(zheng)是由于0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)(jin)的(de)此種性能(neng)，因而敏(min)化處理或焊后，此合金(jin)(jin)不需再進行固溶處理。

  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120銷售試驗得(de)出(chu)的T-T-S(時(shi)間－溫(wen)度－敏（化(hua)）曲線。顯然，軟化(hua)退(tui)火(huo)處理(li)再經敏化(hua)較(jiao)固(gu)溶(rong)處理(li)再敏化(hua)的00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合(he)金晶間腐蝕(shi)敏感性要(yao)低得(de)多，這與(yu)軟化(hua)退(tui)火(huo)態(tai)經敏化(hua)后合(he)金中(zhong)大量NbC先于鉻碳化(hua)物優先析出(chu)，防止晶界貧鉻區(qu)的形成(cheng)有關。

 ②. 耐點蝕(shi)性 

  表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)等(deng)在(zai)兩 種酸介質(zhi)中(zhong)的耐(nai)點蝕(shi)性，可以(yi)看出(chu)0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在(zai)試驗條件下(xia)均有優良的耐(nai)點蝕(shi)性，而(er)0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合(he)(he)金(jin)則(ze)耐(nai)點蝕(shi)性不良。

 ③. 縫隙腐蝕 

 表系(xi)0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等合(he)(he)(he)金(jin)的縫隙腐蝕試驗結果。顯然，在所試驗的條件下(xia)，625 和625 plus 兩種合(he)(he)(he)金(jin)的耐縫隙腐蝕性能(neng)中625 plus稍優，但二者(zhe)均顯著優于718合(he)(he)(he)金(jin)。

 ④. 應(ying)力(li)腐蝕 

  模擬實際使用環境對0Cr22Ni60Mo9Nb4等合金進行了(le)幾種應(ying)力(li)腐(fu)蝕試驗，結果見(jian)表。表系(xi)模擬深氣井條件，在(zai)高壓釜(fu)中進行試驗所取得的結果，在(zai)此(ci)條件下，表明(ming)無(wu)論是C型(xing)樣還是U型(xing)樣，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的耐應(ying)力(li)腐(fu)蝕性能都是最佳。

  表(biao)系(xi)在5%NaCl+0.5%醋酸＋H2S (按NACE TM-077)15%MgCb溶(rong)液沸騰(teng)溫(wen)度下進(jin)行試驗(yan)(yan)所取得的(de)結(jie)(jie)(jie)果(guo)。表(biao)的(de)結(jie)(jie)(jie)果(guo)表(biao)明，試驗(yan)(yan)的(de)合金耐應力腐(fu)蝕性能(neng)(neng)均良好，沒有斷裂產生(sheng)。而表(biao)的(de)結(jie)(jie)(jie)果(guo)表(biao)明，5%MgCl2沸騰(teng)條件下 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和(he) 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐應力腐(fu)出(chu)性能(neng)(neng)良好，且(qie)均優于718合金。

 ⑤. 腐蝕疲勞 

   圖系0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金在室溫海(hai)水中(zhong)的腐蝕(shi)疲勞試(shi)驗結果，顯然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合金的腐蝕(shi)疲勞強度(du)要高于所(suo)試(shi)驗的 Hastel-loy C和 Incoloy 800 以(yi)及通用(yong)不銹鋼(gang)304和316。

三、力(li)學性(xing)能等(deng)其他性(xing)能

  1. 力(li)學性能

   一般使(shi)用(yong)(yong)溫度(du)≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)適用(yong)(yong)于冷、熱加工并退火(huo)后使(shi)用(yong)(yong)；使(shi)用(yong)(yong)溫度(du)高于650℃時，則(ze)退火(huo)或固溶態(tai)均可應用(yong)(yong)。對于有高溫蠕變或持久要求時，建(jian)議(yi)在(zai)固溶態(tai)使(shi)用(yong)(yong)；而(er)細晶粒(li)合金(jin)則(ze)在(zai)≤ 816℃ 使(shi)用(yong)(yong)以及在(zai)對疲勞強度(du)、硬度(du)和(he)瞬時強度(du)又要去的條件下使(shi)用(yong)(yong)。

  表(biao)系(xi)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)力學性(xing)(xing)能。從表(biao)結果(guo)可知，此合(he)(he)金(jin)(jin)經(jing)(jing)(jing)(jing)732℃單時(shi)效(xiao)(xiao)后(hou)屈(qu)服強(qiang)度(du)(du)較低(di)（690~793MPa),而經(jing)(jing)(jing)(jing)雙(shuang)時(shi)效(xiao)(xiao)后(hou)，可獲得高(gao)達827~956MPa的(de)(de)屈(qu)服強(qiang)度(du)(du)且仍具有(you)較高(gao)塑性(xing)(xing)，雙(shuang)時(shi)效(xiao)(xiao)時(shi)，若將第一(yi)次時(shi)效(xiao)(xiao)溫度(du)(du)從718℃提(ti)高(gao)到(dao)746℃,則合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)硬度(du)(du)也會(hui)有(you)所提(ti)高(gao)。表(biao)3-5-109的(de)(de)結果(guo)表(biao)明，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)經(jing)(jing)(jing)(jing)固溶(rong)處(chu)理再經(jing)(jing)(jing)(jing)746℃x8h爐(lu)冷(leng)＋621℃ × 8小(xiao)時(shi)空(kong)冷(leng)雙(shuang)時(shi)效(xiao)(xiao)處(chu)理并在(zai)316℃保持1000小(xiao)時(shi)后(hou)測(ce)定其(qi)性(xing)(xing)能，對(dui)此合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)抗張性(xing)(xing)能并無明顯(xian)影響；表(biao)的(de)(de)結果(guo)系(xi)經(jing)(jing)(jing)(jing)時(shi)效(xiao)(xiao)處(chu)理的(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)和經(jing)(jing)(jing)(jing)冷(leng)加工變形量25%的(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)(jin)在(zai)232℃時(shi)的(de)(de)抗拉性(xing)(xing)能，可以看出，與室溫性(xing)(xing)能相比，經(jing)(jing)(jing)(jing)冷(leng)加工變形提(ti)高(gao)強(qiang)度(du)(du)的(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)(jin)其(qi)強(qiang)度(du)(du)降低(di)明顯(xian)，而經(jing)(jing)(jing)(jing)時(shi)效(xiao)(xiao)處(chu)理提(ti)高(gao)強(qiang)度(du)(du)的(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)強(qiang)度(du)(du)則降低(di)較少(shao)，表(biao)系(xi)0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)高(gao)溫力學性(xing)(xing)能。

  2. 物理性能

  表(biao)列出了 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金的物理性能 

  3.  焊(han)接性能

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金焊(han)接性能良好(hao)。可采用(yong)通用(yong)的焊(han)接方法，例如 GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和SAW以及(ji)SMAW(MMA)等，而不會遇到特殊困難。

  4. 冷(leng)熱加工(gong)及成型性能

  由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)較高的(de)(de)高溫變(bian)形抗力，因此需要(yao)較高的(de)(de)加熱溫度(du)，一般(ban)約為1170℃。大量(liang)變(bian)形以在1170~1010℃為宜；微量(liang)變(bian)形可(ke)在930℃以上進(jin)行。此合(he)金(jin)的(de)(de)冷(leng)(leng)加工和(he)冷(leng)(leng)成型性(xing)亦佳；與(yu)其他高鎳、鉻、鉬合(he)金(jin)性(xing)能相近(jin)。圖(tu)系合(he)金(jin)冷(leng)(leng)變(bian)形量(liang)與(yu)硬度(du)的(de)(de)關(guan)系并與(yu)其他材料進(jin)行比較的(de)(de)結果。由圖(tu)可(ke)知(zhi)，由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)冷(leng)(leng)作硬化(hua)傾向較大，故(gu)進(jin)行冷(leng)(leng)加工和(he)冷(leng)(leng)成型時要(yao)及(ji)時進(jin)行中間軟化(hua)退火處理。

  5. 熱處理

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合金用(yong)于高(gao)溫高(gao)強度(du)(du)用(yong)途(tu)，系在(zai)約1120℃進行固溶處理（合金中(zhong)含碳量～0.05%).用(yong)于耐濕態(tai)腐蝕(shi)用(yong)途(tu)（低碳量～0.03%)多采用(yong)軟(ruan)化退(tui)火處理，溫度(du)(du)為(wei)950~1050℃(以～980℃為(wei)宜）；為(wei)了防(fang)止焊(han)后的晶(jing)間腐蝕(shi)傾向，也可(ke)在(zai)900~1100℃進行穩定化處理，由于NbC的優先形成可(ke)避免鉻碳化物形成所導致的晶(jing)界鉻貧化。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的(de)(de)大截面棒材可在(zai)1025~1052℃加熱，保(bao)溫2~4小(xiao)時(shi)(shi)后(hou)(hou)快冷(leng)，此時(shi)(shi)可獲(huo)(huo)得(de)充分再(zai)結晶，同時(shi)(shi)仍有穩定的(de)(de)高鈦、鈮的(de)(de)碳(tan)化(hua)物沉淀存在(zai)。為(wei)了使此合金獲(huo)(huo)得(de)最高強度(du)，固(gu)溶處理后(hou)(hou)可再(zai)進行(xing)雙時(shi)(shi)效(xiao)，第一次在(zai)718~746℃時(shi)(shi)效(xiao)8小(xiao)時(shi)(shi)，隨后(hou)(hou)以50℃/小(xiao)時(shi)(shi)的(de)(de)速(su)度(du)冷(leng)卻到621℃,再(zai)進行(xing)保(bao)溫8小(xiao)時(shi)(shi)的(de)(de)第二次時(shi)(shi)效(xiao)，隨后(hou)(hou)空冷(leng)。控制適(shi)宜的(de)(de)時(shi)(shi)效(xiao)時(shi)(shi)間，會由(you)于(yu)高鉻(ge)、鉬碳(tan)化(hua)物的(de)(de)減少獲(huo)(huo)得(de)良(liang)好(hao)的(de)(de)耐點蝕、耐縫(feng)隙腐蝕和(he)耐應力腐蝕性(xing)能(neng)。

四、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。