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GH 3625（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、 耐腐蝕性(xing)能

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金在(zai)大氣、天然水、海水、中(zhong)(zhong)(zhong)性鹽和(he)堿(jian)等弱介(jie)質(zhi)中(zhong)(zhong)(zhong)，基本上是無明顯腐蝕(shi)(shi)的。在(zai)更苛刻的介(jie)質(zhi)中(zhong)(zhong)(zhong)，由(you)(you)于鉻的存在(zai)能耐氧(yang)化(hua)性酸，并抗高(gao)溫氧(yang)化(hua)；由(you)(you)于是鎳基且鉬含量(liang)高(gao)，因此(ci)(ci)又耐還原性酸介(jie)質(zhi)。對(dui)于局(ju)部腐蝕(shi)(shi)，高(gao)鉻、鉬量(liang)使(shi)(shi)此(ci)(ci)合(he)金耐點蝕(shi)(shi)和(he)縫隙腐蝕(shi)(shi)，高(gao)鎳、鉻量(liang)使(shi)(shi)此(ci)(ci)合(he)金耐應力腐蝕(shi)(shi)；高(gao)鈮（鈦）量(liang)使(shi)(shi)此(ci)(ci)合(he)金不易產生晶間腐蝕(shi)(shi)。

 1. 耐全面腐蝕性

  ①. 在硝酸(suan)中 在65%HNO3中和沸(fei)騰溫度下，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. 在氫氟酸(suan)(suan)中用(yong)(yong)螢石與(yu)硫酸(suan)(suan)反應制(zhi)取(qu)氫氟酸(suan)(suan)的蒸發器，它的襯里一般(ban)用(yong)(yong)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金制(zhi)造。與(yu)此同時，蒸發器之間的管(guan)線、配件(jian)等也是采用(yong)(yong)此合(he)金。在HF氣提塔頂部掛片結果表(biao)明(ming)，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金的全面腐蝕速(su)率(lv)僅為0.075m/a。

  ⑤. 在含磷(lin)酸的(de)一些(xie)介(jie)質中(zhong)試驗指出，在55%H3PO4+0.8%HF 溶液中(zhong)，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的(de)腐蝕速率為(wei)0.412mm/a。

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

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

 2. 耐(nai)局(ju)部腐蝕性

  ①. 耐(nai)晶間腐蝕性

  由于其鈮含(han)量高，0Cr22Ni60o9Nb4 合(he)金(jin)具有非常好(hao)的耐敏(min)化態晶間腐蝕的性(xing)能(neng)。正是(shi)由于0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金(jin)的此(ci)種性(xing)能(neng)，因(yin)而敏(min)化處理或(huo)焊后，此(ci)合(he)金(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溶液中，經(jing)120銷售試驗(yan)得出(chu)的T-T-S(時間(jian)－溫度(du)－敏(min)（化(hua)）曲線。顯然(ran)，軟(ruan)化(hua)退火處理再(zai)經(jing)敏(min)化(hua)較固溶處理再(zai)敏(min)化(hua)的00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合金(jin)晶(jing)間(jian)腐蝕敏(min)感性要低(di)得多，這與軟(ruan)化(hua)退火態經(jing)敏(min)化(hua)后(hou)合金(jin)中大量(liang)NbC先于鉻碳化(hua)物優先析出(chu)，防止晶(jing)界貧鉻區的形成有關。

 ②. 耐(nai)點蝕性 

  表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)等在兩 種酸介(jie)質(zhi)中(zhong)的耐(nai)(nai)點(dian)(dian)(dian)蝕性，可(ke)以看(kan)出(chu)0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在試(shi)驗條(tiao)件下均(jun)有優良的耐(nai)(nai)點(dian)(dian)(dian)蝕性，而0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合金(jin)則耐(nai)(nai)點(dian)(dian)(dian)蝕性不良。

 ③. 縫隙腐(fu)蝕 

 表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等合金的(de)縫隙腐(fu)蝕(shi)試驗結果。顯(xian)然，在所試驗的(de)條件(jian)下，625 和625 plus 兩(liang)種(zhong)合金的(de)耐縫隙腐(fu)蝕(shi)性(xing)能中625 plus稍優，但(dan)二(er)者(zhe)均顯(xian)著優于718合金。

 ④. 應力腐(fu)蝕(shi) 

  模(mo)(mo)擬實際使用環境對0Cr22Ni60Mo9Nb4等(deng)合(he)金進行了幾(ji)種(zhong)應(ying)力(li)腐蝕試(shi)(shi)驗，結(jie)果見表。表系模(mo)(mo)擬深氣井(jing)條(tiao)件，在高壓釜中進行試(shi)(shi)驗所取得的結(jie)果，在此條(tiao)件下，表明無論是(shi)C型(xing)樣還是(shi)U型(xing)樣，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金的耐應(ying)力(li)腐蝕性能都是(shi)最佳。

  表(biao)系在5%NaCl+0.5%醋酸＋H2S (按(an)NACE TM-077)15%MgCb溶液沸騰(teng)(teng)溫(wen)度(du)下進(jin)行(xing)試驗(yan)所取得的(de)結(jie)(jie)果。表(biao)的(de)結(jie)(jie)果表(biao)明(ming)(ming)，試驗(yan)的(de)合(he)金(jin)耐(nai)應(ying)力(li)腐蝕性(xing)能(neng)均良(liang)好，沒有斷裂產生。而表(biao)的(de)結(jie)(jie)果表(biao)明(ming)(ming)，5%MgCl2沸騰(teng)(teng)條件下 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和(he) 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐(nai)應(ying)力(li)腐出性(xing)能(neng)良(liang)好，且均優于718合(he)金(jin)。

 ⑤. 腐蝕(shi)疲勞 

   圖系0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金在室(shi)溫海水(shui)中的(de)腐蝕(shi)疲(pi)勞(lao)(lao)試(shi)驗結果(guo)，顯然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合金的(de)腐蝕(shi)疲(pi)勞(lao)(lao)強度要高于所(suo)試(shi)驗的(de) Hastel-loy C和 Incoloy 800 以及(ji)通用不銹(xiu)鋼304和316。

三、力(li)學性(xing)能(neng)(neng)等(deng)其他性(xing)能(neng)(neng)

  1. 力學性能

   一般使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)溫度(du)≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金適(shi)用(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)冷、熱加(jia)工并(bing)退火(huo)后使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)；使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)溫度(du)高于(yu)(yu)650℃時，則退火(huo)或固溶態均(jun)可應用(yong)(yong)(yong)。對于(yu)(yu)有(you)高溫蠕(ru)變或持久要求時，建議(yi)在固溶態使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)；而細晶(jing)粒合金則在≤ 816℃ 使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)以及在對疲勞(lao)強度(du)、硬度(du)和瞬(shun)時強度(du)又要去的條(tiao)件下使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)。

  表(biao)系(xi)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)(jin)(jin)的(de)力學(xue)性能(neng)。從(cong)表(biao)結果可知，此(ci)合金(jin)(jin)(jin)經(jing)732℃單(dan)時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)后屈服強度(du)(du)(du)較低（690~793MPa),而經(jing)雙時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)后，可獲(huo)得高(gao)達827~956MPa的(de)屈服強度(du)(du)(du)且仍(reng)具有(you)較高(gao)塑性，雙時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)，若(ruo)將第一次時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)溫(wen)度(du)(du)(du)從(cong)718℃提(ti)高(gao)到746℃,則(ze)合金(jin)(jin)(jin)的(de)硬(ying)度(du)(du)(du)也會有(you)所(suo)提(ti)高(gao)。表(biao)3-5-109的(de)結果表(biao)明，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)(jin)(jin)經(jing)固溶處(chu)(chu)理(li)再(zai)經(jing)746℃x8h爐冷＋621℃ × 8小(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)空(kong)冷雙時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)處(chu)(chu)理(li)并在316℃保持1000小(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)后測定其(qi)性能(neng)，對(dui)此(ci)合金(jin)(jin)(jin)的(de)抗(kang)張性能(neng)并無(wu)明顯影響(xiang)；表(biao)的(de)結果系(xi)經(jing)時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)處(chu)(chu)理(li)的(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)(jin)(jin)和經(jing)冷加工(gong)變形量25%的(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)(jin)(jin)在232℃時(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)抗(kang)拉(la)性能(neng)，可以(yi)看出，與室溫(wen)性能(neng)相比，經(jing)冷加工(gong)變形提(ti)高(gao)強度(du)(du)(du)的(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)(jin)(jin)其(qi)強度(du)(du)(du)降低明顯，而經(jing)時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)處(chu)(chu)理(li)提(ti)高(gao)強度(du)(du)(du)的(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)(jin)(jin)的(de)強度(du)(du)(du)則(ze)降低較少，表(biao)系(xi)0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)(jin)(jin)的(de)高(gao)溫(wen)力學(xue)性能(neng)。

  2. 物理性能

  表列出了 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的物理性(xing)能 

  3.  焊(han)接性(xing)能

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金焊接(jie)性能良好。可采(cai)用通用的焊接(jie)方法，例如 GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和(he)SAW以及SMAW(MMA)等，而不會遇到特殊(shu)困難。

  4. 冷熱加工及成型性能

  由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)較高的(de)高溫變(bian)形抗力，因此需要較高的(de)加(jia)熱溫度，一般約為1170℃。大(da)量(liang)變(bian)形以(yi)在1170~1010℃為宜；微量(liang)變(bian)形可(ke)在930℃以(yi)上進(jin)(jin)行(xing)。此合金(jin)的(de)冷(leng)加(jia)工(gong)和冷(leng)成型(xing)性亦(yi)佳；與其他高鎳、鉻(ge)、鉬合金(jin)性能相近。圖系合金(jin)冷(leng)變(bian)形量(liang)與硬(ying)度的(de)關系并與其他材料進(jin)(jin)行(xing)比較的(de)結果。由圖可(ke)知，由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)冷(leng)作硬(ying)化傾向較大(da)，故進(jin)(jin)行(xing)冷(leng)加(jia)工(gong)和冷(leng)成型(xing)時(shi)要及時(shi)進(jin)(jin)行(xing)中間軟化退火(huo)處理。

  5. 熱處理(li)

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合金用(yong)于(yu)(yu)(yu)高溫(wen)高強(qiang)度(du)用(yong)途(tu)(tu)，系在(zai)約1120℃進(jin)行固(gu)溶處(chu)(chu)理(li)（合金中含(han)碳量～0.05%).用(yong)于(yu)(yu)(yu)耐濕態(tai)腐蝕(shi)用(yong)途(tu)(tu)（低碳量～0.03%)多采用(yong)軟(ruan)化(hua)(hua)退火處(chu)(chu)理(li)，溫(wen)度(du)為(wei)950~1050℃(以～980℃為(wei)宜）；為(wei)了防(fang)止(zhi)焊后的(de)晶間腐蝕(shi)傾(qing)向，也(ye)可(ke)在(zai)900~1100℃進(jin)行穩(wen)定化(hua)(hua)處(chu)(chu)理(li)，由于(yu)(yu)(yu)NbC的(de)優先形(xing)成可(ke)避免鉻碳化(hua)(hua)物形(xing)成所導致的(de)晶界(jie)鉻貧(pin)化(hua)(hua)。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)大截面棒(bang)材可在1025~1052℃加(jia)熱，保溫(wen)2~4小(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)后(hou)(hou)快冷(leng)，此時(shi)(shi)(shi)(shi)可獲(huo)得(de)充分(fen)再(zai)結晶，同時(shi)(shi)(shi)(shi)仍有穩定的(de)(de)高鈦、鈮(ni)的(de)(de)碳化物(wu)沉淀(dian)存在。為了使此合(he)金(jin)(jin)獲(huo)得(de)最高強度(du)，固溶處理后(hou)(hou)可再(zai)進(jin)行雙時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)，第(di)一次在718~746℃時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)8小(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)，隨后(hou)(hou)以(yi)50℃/小(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)速度(du)冷(leng)卻到621℃,再(zai)進(jin)行保溫(wen)8小(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)第(di)二次時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)，隨后(hou)(hou)空冷(leng)。控制適宜(yi)的(de)(de)時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)，會(hui)由于高鉻(ge)、鉬碳化物(wu)的(de)(de)減少(shao)獲(huo)得(de)良好的(de)(de)耐(nai)點蝕、耐(nai)縫隙腐蝕和(he)耐(nai)應力(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。