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00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti (Inconel 625plus)

 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(hua)學成分(fen)和組織特點(dian)

 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、 耐腐蝕性能

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)在(zai)大氣、天然水、海水、中(zhong)性鹽(yan)和(he)堿等弱介質(zhi)中(zhong)，基(ji)本上是(shi)無明(ming)顯腐(fu)(fu)蝕的(de)。在(zai)更苛刻的(de)介質(zhi)中(zhong)，由(you)于鉻(ge)的(de)存(cun)在(zai)能耐(nai)(nai)氧(yang)(yang)化(hua)性酸，并抗高(gao)(gao)(gao)溫氧(yang)(yang)化(hua)；由(you)于是(shi)鎳(nie)(nie)基(ji)且(qie)鉬含量(liang)高(gao)(gao)(gao)，因此(ci)又(you)耐(nai)(nai)還(huan)原性酸介質(zhi)。對于局(ju)部腐(fu)(fu)蝕，高(gao)(gao)(gao)鉻(ge)、鉬量(liang)使此(ci)合(he)金(jin)耐(nai)(nai)點(dian)蝕和(he)縫隙腐(fu)(fu)蝕，高(gao)(gao)(gao)鎳(nie)(nie)、鉻(ge)量(liang)使此(ci)合(he)金(jin)耐(nai)(nai)應力腐(fu)(fu)蝕；高(gao)(gao)(gao)鈮（鈦）量(liang)使此(ci)合(he)金(jin)不(bu)易產生晶間腐(fu)(fu)蝕。

 1. 耐全面腐蝕性

  ①. 在硝酸(suan)中(zhong)(zhong) 在65%HNO3中(zhong)(zhong)和沸騰溫度下，此合(he)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)(qing)氟酸(suan)中用螢石(shi)與(yu)(yu)硫酸(suan)反(fan)應(ying)制取氫(qing)(qing)氟酸(suan)的蒸(zheng)發(fa)器(qi)(qi)，它的襯里一般用0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)制造。與(yu)(yu)此同時，蒸(zheng)發(fa)器(qi)(qi)之間的管線、配件等也是(shi)采用此合金(jin)。在(zai)HF氣提塔(ta)頂部掛片結果(guo)表明，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的全(quan)面腐蝕速率僅為0.075m/a。

  ⑤. 在(zai)含磷酸的(de)(de)一(yi)些介質中試驗指出，在(zai)55%H3PO4+0.8%HF 溶液中，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的(de)(de)腐蝕(shi)速(su)率為(wei)0.412mm/a。

  ⑥. 在(zai)堿中(zhong)在(zai)實驗(yan)室內50%NaOH中(zhong)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的(de)年腐蝕速率為0.0125mm/a。經500小(xiao)時(shi)試驗(yan)，未見有應力腐蝕產生。

  ⑦. 在鹽(yan)(yan)酸(suan)中(zhong)由(you)于此合金鉬(mu)含量高，在室溫(wen)(wen)鹽(yan)(yan)酸(suan)中(zhong)有一(yi)定的耐蝕性。但溫(wen)(wen)度升(sheng)高，耐蝕性下降(jiang)。

 2. 耐局部(bu)腐蝕性

  ①. 耐晶間腐蝕性(xing)

  由(you)于(yu)其鈮含量高(gao)，0Cr22Ni60o9Nb4 合(he)金(jin)(jin)具有非常好(hao)的耐(nai)敏化(hua)態晶間腐蝕的性(xing)能。正是(shi)由(you)于(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金(jin)(jin)的此種(zhong)性(xing)能，因而敏化(hua)處理或焊(han)后，此合(he)金(jin)(jin)不需再進(jin)行固溶(rong)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)(rong)液中(zhong)(zhong)，經(jing)(jing)120銷售試驗(yan)得出(chu)的T-T-S(時間(jian)－溫(wen)度－敏(min)（化(hua)(hua)(hua)）曲線。顯然(ran)，軟(ruan)(ruan)化(hua)(hua)(hua)退火(huo)處(chu)理再經(jing)(jing)敏(min)化(hua)(hua)(hua)較固溶(rong)(rong)處(chu)理再敏(min)化(hua)(hua)(hua)的00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合(he)金晶間(jian)腐(fu)蝕敏(min)感性要低(di)得多，這(zhe)與軟(ruan)(ruan)化(hua)(hua)(hua)退火(huo)態經(jing)(jing)敏(min)化(hua)(hua)(hua)后合(he)金中(zhong)(zhong)大量(liang)NbC先于鉻(ge)碳化(hua)(hua)(hua)物優先析出(chu)，防止晶界(jie)貧鉻(ge)區的形成有關(guan)。

 ②. 耐點蝕性 

  表(biao)系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)等在兩 種酸(suan)介質中的耐點蝕性，可以看出(chu)0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在試(shi)驗(yan)條件下(xia)均有優良(liang)的耐點蝕性，而(er)0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合(he)金(jin)則耐點蝕性不(bu)良(liang)。

 ③. 縫隙腐蝕 

 表系(xi)0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等(deng)合(he)金(jin)的(de)縫(feng)(feng)隙腐蝕試(shi)驗(yan)結果。顯然，在所試(shi)驗(yan)的(de)條件下，625 和625 plus 兩種合(he)金(jin)的(de)耐縫(feng)(feng)隙腐蝕性能中625 plus稍優，但(dan)二(er)者均顯著優于718合(he)金(jin)。

 ④. 應(ying)力腐蝕 

  模擬實際使用環境對0Cr22Ni60Mo9Nb4等合金進(jin)(jin)行了幾(ji)種應力(li)腐蝕試驗(yan)，結果見(jian)表(biao)。表(biao)系模擬深氣井條件，在(zai)高壓釜中進(jin)(jin)行試驗(yan)所取得的(de)結果，在(zai)此條件下，表(biao)明無論是C型(xing)樣還是U型(xing)樣，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的(de)耐應力(li)腐蝕性能都是最(zui)佳。

  表(biao)(biao)系(xi)在5%NaCl+0.5%醋酸＋H2S (按NACE TM-077)15%MgCb溶液沸(fei)騰(teng)(teng)溫(wen)度(du)下(xia)進(jin)行試驗所(suo)取得(de)的結(jie)果。表(biao)(biao)的結(jie)果表(biao)(biao)明，試驗的合金耐(nai)應(ying)力腐蝕性(xing)能均良好(hao)，沒有斷裂(lie)產生。而表(biao)(biao)的結(jie)果表(biao)(biao)明，5%MgCl2沸(fei)騰(teng)(teng)條(tiao)件(jian)下(xia) 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和(he) 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐(nai)應(ying)力腐出性(xing)能良好(hao)，且均優(you)于(yu)718合金。

 ⑤. 腐蝕疲勞 

   圖系0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)(jin)在室溫海水中的腐(fu)蝕疲勞試(shi)驗結果(guo)，顯然(ran)，0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)(jin)的腐(fu)蝕疲勞強(qiang)度要高于所試(shi)驗的 Hastel-loy C和 Incoloy 800 以(yi)及通(tong)用不銹鋼304和316。

三、力學(xue)性能(neng)等其他性能(neng)

  1. 力學性能

   一般使(shi)用(yong)溫度≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金(jin)適用(yong)于冷、熱加工并退火(huo)后使(shi)用(yong)；使(shi)用(yong)溫度高于650℃時，則(ze)退火(huo)或(huo)固溶態均可應(ying)用(yong)。對于有高溫蠕變或(huo)持久要(yao)求時，建議(yi)在固溶態使(shi)用(yong)；而細(xi)晶粒合(he)金(jin)則(ze)在≤ 816℃ 使(shi)用(yong)以及在對疲勞強(qiang)度、硬(ying)度和瞬時強(qiang)度又要(yao)去的條件下(xia)使(shi)用(yong)。

  表系00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)的力學性(xing)(xing)能(neng)(neng)。從表結(jie)(jie)果可(ke)(ke)知，此(ci)(ci)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)經(jing)732℃單(dan)時(shi)(shi)效(xiao)后(hou)屈(qu)服強(qiang)度(du)(du)較低(di)（690~793MPa),而經(jing)雙(shuang)時(shi)(shi)效(xiao)后(hou)，可(ke)(ke)獲(huo)得高(gao)達827~956MPa的屈(qu)服強(qiang)度(du)(du)且仍具有(you)較高(gao)塑性(xing)(xing)，雙(shuang)時(shi)(shi)效(xiao)時(shi)(shi)，若(ruo)將第(di)一次時(shi)(shi)效(xiao)溫(wen)度(du)(du)從718℃提高(gao)到(dao)746℃,則合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)的硬度(du)(du)也(ye)會有(you)所提高(gao)。表3-5-109的結(jie)(jie)果表明(ming)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)經(jing)固(gu)溶(rong)處(chu)理(li)再(zai)經(jing)746℃x8h爐(lu)冷＋621℃ × 8小時(shi)(shi)空冷雙(shuang)時(shi)(shi)效(xiao)處(chu)理(li)并(bing)在(zai)316℃保(bao)持(chi)1000小時(shi)(shi)后(hou)測定其性(xing)(xing)能(neng)(neng)，對此(ci)(ci)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)的抗(kang)張性(xing)(xing)能(neng)(neng)并(bing)無明(ming)顯影響(xiang)；表的結(jie)(jie)果系經(jing)時(shi)(shi)效(xiao)處(chu)理(li)的00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)和(he)經(jing)冷加工變形(xing)量(liang)25%的0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)在(zai)232℃時(shi)(shi)的抗(kang)拉(la)性(xing)(xing)能(neng)(neng)，可(ke)(ke)以看出，與室溫(wen)性(xing)(xing)能(neng)(neng)相(xiang)比，經(jing)冷加工變形(xing)提高(gao)強(qiang)度(du)(du)的0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)其強(qiang)度(du)(du)降低(di)明(ming)顯，而經(jing)時(shi)(shi)效(xiao)處(chu)理(li)提高(gao)強(qiang)度(du)(du)的00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)的強(qiang)度(du)(du)則降低(di)較少，表系0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)的高(gao)溫(wen)力學性(xing)(xing)能(neng)(neng)。

  2. 物(wu)理性(xing)能

  表列出了(le) 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的(de)物(wu)理性能(neng) 

  3.  焊接(jie)性能

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

  4. 冷熱加(jia)工(gong)及成型性能

  由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金較(jiao)高(gao)的高(gao)溫(wen)變(bian)形(xing)(xing)抗(kang)力，因此(ci)需要較(jiao)高(gao)的加熱(re)溫(wen)度，一般約為1170℃。大量(liang)變(bian)形(xing)(xing)以(yi)在1170~1010℃為宜；微量(liang)變(bian)形(xing)(xing)可在930℃以(yi)上進(jin)行(xing)(xing)。此(ci)合(he)(he)金的冷加工和(he)冷成型性亦(yi)佳；與其他高(gao)鎳、鉻(ge)、鉬合(he)(he)金性能(neng)相近。圖(tu)系合(he)(he)金冷變(bian)形(xing)(xing)量(liang)與硬度的關(guan)系并與其他材料(liao)進(jin)行(xing)(xing)比較(jiao)的結果。由圖(tu)可知，由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金冷作硬化傾向較(jiao)大，故(gu)進(jin)行(xing)(xing)冷加工和(he)冷成型時要及時進(jin)行(xing)(xing)中間軟化退(tui)火(huo)處(chu)理。

  5. 熱處理

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合金用(yong)(yong)于(yu)(yu)高溫(wen)高強度(du)用(yong)(yong)途，系在(zai)約1120℃進行固溶處理（合金中含碳(tan)量～0.05%).用(yong)(yong)于(yu)(yu)耐濕態腐蝕(shi)用(yong)(yong)途（低碳(tan)量～0.03%)多(duo)采用(yong)(yong)軟化(hua)退火處理，溫(wen)度(du)為950~1050℃(以(yi)～980℃為宜）；為了防止(zhi)焊(han)后(hou)的(de)晶(jing)間腐蝕(shi)傾向，也(ye)可(ke)在(zai)900~1100℃進行穩定化(hua)處理，由于(yu)(yu)NbC的(de)優先形成可(ke)避免鉻碳(tan)化(hua)物形成所(suo)導致的(de)晶(jing)界鉻貧化(hua)。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的(de)大截面棒材可(ke)在(zai)(zai)1025~1052℃加熱，保溫2~4小(xiao)時(shi)后(hou)(hou)快冷，此(ci)時(shi)可(ke)獲(huo)(huo)(huo)得充分再(zai)(zai)結晶，同時(shi)仍有穩定的(de)高鈦、鈮的(de)碳(tan)化物(wu)沉淀存在(zai)(zai)。為了使此(ci)合金獲(huo)(huo)(huo)得最高強度，固溶(rong)處(chu)理后(hou)(hou)可(ke)再(zai)(zai)進(jin)(jin)行(xing)(xing)雙時(shi)效(xiao)(xiao)，第一次在(zai)(zai)718~746℃時(shi)效(xiao)(xiao)8小(xiao)時(shi)，隨(sui)后(hou)(hou)以50℃/小(xiao)時(shi)的(de)速度冷卻到621℃,再(zai)(zai)進(jin)(jin)行(xing)(xing)保溫8小(xiao)時(shi)的(de)第二次時(shi)效(xiao)(xiao)，隨(sui)后(hou)(hou)空冷。控制適宜的(de)時(shi)效(xiao)(xiao)時(shi)間(jian)，會由于高鉻、鉬碳(tan)化物(wu)的(de)減少獲(huo)(huo)(huo)得良(liang)好的(de)耐(nai)點蝕(shi)、耐(nai)縫隙(xi)腐(fu)蝕(shi)和耐(nai)應力腐(fu)蝕(shi)性能。

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。