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NS 336 (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)、 耐腐蝕性能

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)在(zai)(zai)大(da)氣、天然(ran)水、海水、中(zhong)性鹽(yan)和堿等弱介(jie)質中(zhong)，基本上是無明顯腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)。在(zai)(zai)更苛(ke)刻的(de)介(jie)質中(zhong)，由于(yu)鉻的(de)存(cun)在(zai)(zai)能耐(nai)氧(yang)化性酸(suan)(suan)，并抗高(gao)溫氧(yang)化；由于(yu)是鎳(nie)基且鉬(mu)含(han)量(liang)(liang)高(gao)，因此(ci)又耐(nai)還原性酸(suan)(suan)介(jie)質。對于(yu)局(ju)部腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，高(gao)鉻、鉬(mu)量(liang)(liang)使(shi)此(ci)合金(jin)耐(nai)點蝕(shi)(shi)(shi)和縫隙(xi)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，高(gao)鎳(nie)、鉻量(liang)(liang)使(shi)此(ci)合金(jin)耐(nai)應力腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)；高(gao)鈮（鈦）量(liang)(liang)使(shi)此(ci)合金(jin)不易(yi)產生(sheng)晶間腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。

 1. 耐全面(mian)腐蝕性

  ①. 在(zai)硝酸(suan)中(zhong) 在(zai)65%HNO3中(zhong)和沸騰(teng)溫度下，此合金固溶態腐(fu)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)(zai)氫氟酸中用(yong)螢石與硫酸反(fan)應制取氫氟酸的(de)蒸發器(qi)，它的(de)襯里一般用(yong)0Cr22Ni60Mo9Nb4合金制造(zao)。與此(ci)同時，蒸發器(qi)之間的(de)管線、配件等也是采用(yong)此(ci)合金。在(zai)(zai)HF氣(qi)提塔頂部掛(gua)片結果表明(ming)，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的(de)全(quan)面腐蝕速率僅為(wei)0.075m/a。

  ⑤. 在(zai)含(han)磷酸(suan)的一些(xie)介質中(zhong)試驗指(zhi)出，在(zai)55%H3PO4+0.8%HF 溶液(ye)中(zhong)，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的腐蝕速率為(wei)0.412mm/a。

  ⑥. 在堿中在實驗室內(nei)50%NaOH中0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的年腐蝕(shi)速率為0.0125mm/a。經500小(xiao)時試驗，未(wei)見有應力(li)腐蝕(shi)產生(sheng)。

  ⑦. 在鹽酸(suan)中由于此合金(jin)鉬含量(liang)高，在室溫鹽酸(suan)中有一定的耐(nai)蝕(shi)性(xing)。但溫度(du)升高，耐(nai)蝕(shi)性(xing)下降。

 2. 耐(nai)局部腐蝕性(xing)

  ①. 耐(nai)晶間腐蝕性

  由于(yu)(yu)其鈮含量高，0Cr22Ni60o9Nb4 合金(jin)(jin)具有非(fei)常好的(de)(de)耐敏化態晶間(jian)腐蝕的(de)(de)性能。正是由于(yu)(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)(jin)的(de)(de)此(ci)種性能，因而敏化處理或焊后，此(ci)合金(jin)(jin)不需(xu)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(gen)據在ASTM G28A溶液(ye)中(zhong)，經(jing)120銷售(shou)試驗得出(chu)的T-T-S(時間－溫度－敏（化(hua)）曲線。顯(xian)然(ran)，軟化(hua)退(tui)火處理再經(jing)敏化(hua)較固溶處理再敏化(hua)的00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合金晶(jing)間腐蝕敏感性要低得多，這(zhe)與軟化(hua)退(tui)火態經(jing)敏化(hua)后合金中(zhong)大量NbC先于鉻(ge)碳化(hua)物優(you)先析出(chu)，防止晶(jing)界貧鉻(ge)區的形成(cheng)有關。

 ②. 耐點蝕性 

  表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金等在兩 種酸介質(zhi)中的耐點(dian)(dian)蝕性(xing)，可以看出(chu)0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在試(shi)驗(yan)條件下(xia)均有優(you)良(liang)的耐點(dian)(dian)蝕性(xing)，而(er)0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合(he)金則耐點(dian)(dian)蝕性(xing)不良(liang)。

 ③. 縫隙腐蝕 

 表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等合(he)金(jin)的(de)縫隙(xi)腐(fu)蝕試驗結果。顯(xian)然，在所(suo)試驗的(de)條件(jian)下，625 和625 plus 兩種合(he)金(jin)的(de)耐縫隙(xi)腐(fu)蝕性能中625 plus稍優，但二(er)者均顯(xian)著優于(yu)718合(he)金(jin)。

 ④. 應力腐蝕 

  模(mo)擬實際使用環境對0Cr22Ni60Mo9Nb4等(deng)合金(jin)進行了幾種應力腐(fu)蝕(shi)試驗(yan)，結果(guo)見表。表系模(mo)擬深氣井條件，在高壓釜中進行試驗(yan)所取(qu)得的結果(guo)，在此(ci)條件下，表明(ming)無(wu)論是(shi)C型樣(yang)還是(shi)U型樣(yang)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)的耐(nai)應力腐(fu)蝕(shi)性(xing)能都是(shi)最佳。

  表(biao)(biao)系在5%NaCl+0.5%醋酸(suan)＋H2S (按NACE TM-077)15%MgCb溶液沸騰溫度下(xia)進行(xing)試驗(yan)所取得的(de)結果(guo)。表(biao)(biao)的(de)結果(guo)表(biao)(biao)明(ming)，試驗(yan)的(de)合(he)金耐(nai)應力(li)腐蝕性能均良好，沒有(you)斷(duan)裂(lie)產(chan)生。而表(biao)(biao)的(de)結果(guo)表(biao)(biao)明(ming)，5%MgCl2沸騰條件下(xia) 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐(nai)應力(li)腐出性能良好，且均優于718合(he)金。

 ⑤. 腐蝕(shi)疲(pi)勞 

   圖(tu)系0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)在室溫海水(shui)中的腐蝕(shi)疲勞(lao)試驗(yan)結果，顯然(ran)，0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)的腐蝕(shi)疲勞(lao)強(qiang)度要高于所(suo)試驗(yan)的 Hastel-loy C和(he) Incoloy 800 以及(ji)通(tong)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

   一般使用(yong)溫(wen)度(du)(du)≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金適用(yong)于冷(leng)、熱加工并退火(huo)后使用(yong)；使用(yong)溫(wen)度(du)(du)高(gao)于650℃時，則退火(huo)或固(gu)溶態均可(ke)應用(yong)。對(dui)于有高(gao)溫(wen)蠕變或持久(jiu)要求時，建議在固(gu)溶態使用(yong)；而細(xi)晶粒合金則在≤ 816℃ 使用(yong)以及在對(dui)疲勞強度(du)(du)、硬度(du)(du)和瞬時強度(du)(du)又要去的(de)條(tiao)件(jian)下使用(yong)。

  表系(xi)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)的(de)(de)(de)力(li)學性(xing)(xing)能。從表結(jie)果可知，此合(he)金(jin)經(jing)(jing)732℃單時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)后屈服強度(du)較(jiao)低(di)（690~793MPa),而經(jing)(jing)雙時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)后，可獲得(de)高(gao)(gao)達(da)827~956MPa的(de)(de)(de)屈服強度(du)且仍具有較(jiao)高(gao)(gao)塑性(xing)(xing)，雙時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)時(shi)(shi)，若將第一次時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)溫(wen)(wen)度(du)從718℃提(ti)高(gao)(gao)到746℃,則合(he)金(jin)的(de)(de)(de)硬度(du)也會有所(suo)提(ti)高(gao)(gao)。表3-5-109的(de)(de)(de)結(jie)果表明(ming)(ming)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)經(jing)(jing)固溶處(chu)理(li)再經(jing)(jing)746℃x8h爐冷＋621℃ × 8小(xiao)時(shi)(shi)空冷雙時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)處(chu)理(li)并在316℃保持1000小(xiao)時(shi)(shi)后測定(ding)其性(xing)(xing)能，對此合(he)金(jin)的(de)(de)(de)抗張性(xing)(xing)能并無明(ming)(ming)顯影響；表的(de)(de)(de)結(jie)果系(xi)經(jing)(jing)時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)處(chu)理(li)的(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)和經(jing)(jing)冷加(jia)(jia)工(gong)(gong)變(bian)(bian)形量25%的(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)在232℃時(shi)(shi)的(de)(de)(de)抗拉性(xing)(xing)能，可以看出(chu)，與室溫(wen)(wen)性(xing)(xing)能相比，經(jing)(jing)冷加(jia)(jia)工(gong)(gong)變(bian)(bian)形提(ti)高(gao)(gao)強度(du)的(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)其強度(du)降低(di)明(ming)(ming)顯，而經(jing)(jing)時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)處(chu)理(li)提(ti)高(gao)(gao)強度(du)的(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)的(de)(de)(de)強度(du)則降低(di)較(jiao)少(shao)，表系(xi)0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)的(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)力(li)學性(xing)(xing)能。

  2. 物(wu)理性能

  表(biao)列出了 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的物理性能 

  3.  焊接性能

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)焊接性(xing)能良(liang)好(hao)。可采用通用的焊接方法(fa)，例(li)如 GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和SAW以及SMAW(MMA)等，而(er)不會遇到(dao)特殊困難(nan)。

  4. 冷熱加工及成型性能

  由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)(jin)較(jiao)(jiao)高(gao)的(de)高(gao)溫(wen)變形(xing)抗力(li)，因此需(xu)要較(jiao)(jiao)高(gao)的(de)加(jia)熱溫(wen)度，一般約為(wei)1170℃。大量(liang)(liang)變形(xing)以在1170~1010℃為(wei)宜(yi)；微量(liang)(liang)變形(xing)可在930℃以上(shang)進行。此合金(jin)(jin)的(de)冷(leng)(leng)加(jia)工和冷(leng)(leng)成型性亦佳；與其他高(gao)鎳(nie)、鉻、鉬合金(jin)(jin)性能相近。圖(tu)系(xi)合金(jin)(jin)冷(leng)(leng)變形(xing)量(liang)(liang)與硬度的(de)關系(xi)并(bing)與其他材(cai)料進行比較(jiao)(jiao)的(de)結果。由圖(tu)可知，由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)(jin)冷(leng)(leng)作硬化(hua)傾向較(jiao)(jiao)大，故進行冷(leng)(leng)加(jia)工和冷(leng)(leng)成型時要及(ji)時進行中間軟(ruan)化(hua)退火處理。

  5. 熱處理

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合金用于(yu)高(gao)溫高(gao)強度(du)(du)用途，系(xi)在(zai)約1120℃進行固溶處理(li)（合金中含碳量～0.05%).用于(yu)耐濕態(tai)腐蝕用途（低碳量～0.03%)多采(cai)用軟化(hua)退火處理(li)，溫度(du)(du)為950~1050℃(以～980℃為宜）；為了(le)防止焊后的(de)(de)晶(jing)間(jian)腐蝕傾向，也可在(zai)900~1100℃進行穩定化(hua)處理(li)，由于(yu)NbC的(de)(de)優先形(xing)成(cheng)可避免鉻碳化(hua)物形(xing)成(cheng)所導致的(de)(de)晶(jing)界(jie)鉻貧化(hua)。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金的大截面(mian)棒材(cai)可在1025~1052℃加熱，保溫(wen)2~4小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)后(hou)(hou)快冷，此(ci)時(shi)(shi)可獲(huo)得(de)充分再結晶，同時(shi)(shi)仍(reng)有穩定(ding)的高鈦(tai)、鈮的碳化(hua)物(wu)沉淀(dian)存在。為了使此(ci)合(he)(he)金獲(huo)得(de)最高強度，固溶處理后(hou)(hou)可再進行雙時(shi)(shi)效，第(di)(di)一(yi)次在718~746℃時(shi)(shi)效8小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)，隨(sui)后(hou)(hou)以50℃/小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)的速度冷卻到621℃,再進行保溫(wen)8小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)的第(di)(di)二次時(shi)(shi)效，隨(sui)后(hou)(hou)空(kong)冷。控(kong)制適宜的時(shi)(shi)效時(shi)(shi)間，會由于高鉻、鉬(mu)碳化(hua)物(wu)的減少獲(huo)得(de)良(liang)好的耐(nai)點(dian)蝕、耐(nai)縫隙腐蝕和耐(nai)應力腐蝕性能。

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。