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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、化學成(cheng)分和組織(zhi)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(fu)蝕性能

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金在(zai)大氣、天然水(shui)、海水(shui)、中(zhong)性(xing)鹽和(he)堿等弱介(jie)(jie)質中(zhong)，基(ji)本上是(shi)無明(ming)顯腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的。在(zai)更苛刻的介(jie)(jie)質中(zhong)，由于鉻(ge)的存(cun)在(zai)能耐(nai)氧(yang)化(hua)性(xing)酸，并抗(kang)高(gao)溫氧(yang)化(hua)；由于是(shi)鎳(nie)基(ji)且鉬含(han)量高(gao)，因此(ci)又(you)耐(nai)還(huan)原性(xing)酸介(jie)(jie)質。對于局(ju)部腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，高(gao)鉻(ge)、鉬量使此(ci)合(he)金耐(nai)點蝕(shi)(shi)(shi)和(he)縫隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，高(gao)鎳(nie)、鉻(ge)量使此(ci)合(he)金耐(nai)應力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)；高(gao)鈮（鈦(tai)）量使此(ci)合(he)金不易產生晶間腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。

 1. 耐全面腐蝕性

  ①. 在硝(xiao)酸中 在65%HNO3中和沸騰溫度下(xia)，此合金固溶(rong)態腐蝕率≤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(yong)螢石(shi)與(yu)硫酸反(fan)應制取氫氟(fu)酸的(de)蒸(zheng)發器(qi)，它的(de)襯里一般用(yong)0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)制造(zao)。與(yu)此同時，蒸(zheng)發器(qi)之間(jian)的(de)管(guan)線、配件等(deng)也是采用(yong)此合金(jin)。在HF氣提塔頂(ding)部掛片結果(guo)表明，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的(de)全(quan)面腐蝕(shi)速率僅為0.075m/a。

  ⑤. 在(zai)含磷酸的(de)一些介質中(zhong)試驗指出(chu)，在(zai)55%H3PO4+0.8%HF 溶液(ye)中(zhong)，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的(de)腐(fu)蝕(shi)速率為0.412mm/a。

  ⑥. 在堿中(zhong)(zhong)在實驗室(shi)內50%NaOH中(zhong)(zhong)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的(de)年(nian)腐(fu)蝕(shi)速(su)率為0.0125mm/a。經500小(xiao)時試驗，未見有應力腐(fu)蝕(shi)產生(sheng)。

  ⑦. 在(zai)鹽酸(suan)中由于(yu)此合金鉬含(han)量(liang)高，在(zai)室溫鹽酸(suan)中有一(yi)定的耐蝕(shi)性(xing)。但溫度升高，耐蝕(shi)性(xing)下降(jiang)。

 2. 耐局部腐蝕性(xing)

  ①. 耐晶間腐蝕性

  由(you)于(yu)(yu)其鈮含量高，0Cr22Ni60o9Nb4 合(he)金具有非常好(hao)的耐敏(min)化(hua)(hua)態晶間腐(fu)蝕的性能(neng)。正是(shi)由(you)于(yu)(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金的此(ci)種性能(neng)，因而(er)敏(min)化(hua)(hua)處(chu)(chu)理或焊后，此(ci)合(he)金不需再進行(xing)固溶(rong)處(chu)(chu)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，經(jing)120銷售試驗得出(chu)的(de)(de)T-T-S(時間－溫度－敏(min)（化(hua)）曲線。顯然(ran)，軟化(hua)退火處理再經(jing)敏(min)化(hua)較(jiao)固(gu)溶(rong)處理再敏(min)化(hua)的(de)(de)00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合金(jin)晶間腐(fu)蝕敏(min)感性(xing)要低得多，這與(yu)軟化(hua)退火態經(jing)敏(min)化(hua)后合金(jin)中大(da)量(liang)NbC先(xian)于鉻碳化(hua)物優(you)先(xian)析出(chu)，防止(zhi)晶界(jie)貧鉻區的(de)(de)形成(cheng)有關。

 ②. 耐(nai)點蝕性(xing) 

  表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金等在兩 種(zhong)酸介質(zhi)中的耐(nai)點(dian)蝕性，可以看(kan)出0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在試驗條(tiao)件(jian)下均(jun)有優良的耐(nai)點(dian)蝕性，而0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合金則耐(nai)點(dian)蝕性不良。

 ③. 縫(feng)隙(xi)腐蝕 

 表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等合金的縫隙腐蝕試驗結果。顯(xian)然，在所試驗的條件下(xia)，625 和(he)625 plus 兩(liang)種合金的耐縫隙腐蝕性能中625 plus稍優(you)，但二者(zhe)均顯(xian)著優(you)于718合金。

 ④. 應力(li)腐蝕 

  模(mo)擬實(shi)際使(shi)用環境對(dui)0Cr22Ni60Mo9Nb4等合(he)(he)金進(jin)(jin)行(xing)了幾種應(ying)力腐(fu)蝕試驗，結(jie)果見(jian)表(biao)。表(biao)系模(mo)擬深(shen)氣井(jing)條件，在(zai)高(gao)壓釜中(zhong)進(jin)(jin)行(xing)試驗所取得(de)的(de)結(jie)果，在(zai)此條件下，表(biao)明(ming)無論(lun)是C型樣(yang)還是U型樣(yang)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金的(de)耐應(ying)力腐(fu)蝕性能(neng)都是最(zui)佳。

  表(biao)系在5%NaCl+0.5%醋酸＋H2S (按NACE TM-077)15%MgCb溶液沸(fei)騰溫度下進行試(shi)驗所取得(de)的(de)結果。表(biao)的(de)結果表(biao)明，試(shi)驗的(de)合(he)金(jin)耐(nai)應(ying)力(li)腐(fu)蝕性能(neng)均良好，沒有斷裂產生。而表(biao)的(de)結果表(biao)明，5%MgCl2沸(fei)騰條件下 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和(he) 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐(nai)應(ying)力(li)腐(fu)出性能(neng)良好，且(qie)均優于718合(he)金(jin)。

 ⑤. 腐蝕疲勞 

   圖系0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金在室溫(wen)海(hai)水中(zhong)的腐(fu)蝕疲(pi)勞試(shi)驗結果(guo)，顯然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合金的腐(fu)蝕疲(pi)勞強度要高(gao)于所試(shi)驗的 Hastel-loy C和(he) Incoloy 800 以及通用不銹鋼(gang)304和(he)316。

三(san)、力學性能(neng)等其他性能(neng)

  1. 力(li)學性(xing)能

   一般使(shi)(shi)用溫(wen)度(du)≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金適用于冷(leng)、熱加工并退(tui)火后使(shi)(shi)用；使(shi)(shi)用溫(wen)度(du)高于650℃時，則(ze)退(tui)火或固溶態(tai)(tai)均可應用。對(dui)于有高溫(wen)蠕(ru)變或持久(jiu)要求時，建議在(zai)(zai)固溶態(tai)(tai)使(shi)(shi)用；而細(xi)晶粒合(he)金則(ze)在(zai)(zai)≤ 816℃ 使(shi)(shi)用以及(ji)在(zai)(zai)對(dui)疲勞強度(du)、硬度(du)和(he)瞬時強度(du)又(you)要去的條件下使(shi)(shi)用。

  表系00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)力學性(xing)(xing)(xing)能(neng)。從表結果(guo)可(ke)知，此(ci)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)經732℃單(dan)時(shi)(shi)效(xiao)后屈(qu)服(fu)強(qiang)(qiang)度(du)(du)較低（690~793MPa),而經雙(shuang)時(shi)(shi)效(xiao)后，可(ke)獲(huo)得高(gao)達(da)827~956MPa的(de)(de)(de)(de)屈(qu)服(fu)強(qiang)(qiang)度(du)(du)且仍(reng)具有(you)較高(gao)塑(su)性(xing)(xing)(xing)，雙(shuang)時(shi)(shi)效(xiao)時(shi)(shi)，若(ruo)將第一(yi)次時(shi)(shi)效(xiao)溫(wen)(wen)度(du)(du)從718℃提高(gao)到746℃,則(ze)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)硬度(du)(du)也會有(you)所提高(gao)。表3-5-109的(de)(de)(de)(de)結果(guo)表明(ming)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)經固溶(rong)處理(li)再經746℃x8h爐(lu)冷(leng)＋621℃ × 8小時(shi)(shi)空冷(leng)雙(shuang)時(shi)(shi)效(xiao)處理(li)并在(zai)316℃保(bao)持1000小時(shi)(shi)后測定其性(xing)(xing)(xing)能(neng)，對此(ci)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)抗(kang)張(zhang)性(xing)(xing)(xing)能(neng)并無明(ming)顯影響(xiang)；表的(de)(de)(de)(de)結果(guo)系經時(shi)(shi)效(xiao)處理(li)的(de)(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)和(he)經冷(leng)加工(gong)(gong)變(bian)(bian)形量25%的(de)(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)在(zai)232℃時(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)抗(kang)拉性(xing)(xing)(xing)能(neng)，可(ke)以看(kan)出，與室(shi)溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)相(xiang)比，經冷(leng)加工(gong)(gong)變(bian)(bian)形提高(gao)強(qiang)(qiang)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)其強(qiang)(qiang)度(du)(du)降低明(ming)顯，而經時(shi)(shi)效(xiao)處理(li)提高(gao)強(qiang)(qiang)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度(du)(du)則(ze)降低較少，表系0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)力學性(xing)(xing)(xing)能(neng)。

  2. 物理(li)性能

  表列(lie)出了(le) 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的(de)物理(li)性能 

  3.  焊接性能

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

  4. 冷(leng)熱加工及成型性能(neng)

  由(you)于(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)較高的高溫變形(xing)(xing)抗力，因(yin)此需要較高的加熱溫度，一般約(yue)為(wei)1170℃。大(da)量變形(xing)(xing)以(yi)在1170~1010℃為(wei)宜；微量變形(xing)(xing)可(ke)在930℃以(yi)上(shang)進(jin)行。此合(he)金(jin)的冷(leng)加工和(he)冷(leng)成型性亦佳；與(yu)其他高鎳、鉻、鉬(mu)合(he)金(jin)性能相近。圖(tu)系合(he)金(jin)冷(leng)變形(xing)(xing)量與(yu)硬(ying)度的關系并與(yu)其他材(cai)料進(jin)行比較的結果。由(you)圖(tu)可(ke)知，由(you)于(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)冷(leng)作硬(ying)化(hua)傾向較大(da)，故進(jin)行冷(leng)加工和(he)冷(leng)成型時要及時進(jin)行中間(jian)軟化(hua)退(tui)火處(chu)理。

  5. 熱(re)處(chu)理

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金用(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)高溫(wen)高強度用(yong)(yong)(yong)(yong)途(tu)(tu)，系在(zai)約(yue)1120℃進行固溶處(chu)(chu)理(li)（合(he)金中含(han)碳(tan)量(liang)～0.05%).用(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)耐濕態腐蝕(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)途(tu)(tu)（低碳(tan)量(liang)～0.03%)多采用(yong)(yong)(yong)(yong)軟化退火處(chu)(chu)理(li)，溫(wen)度為(wei)(wei)(wei)950~1050℃(以～980℃為(wei)(wei)(wei)宜）；為(wei)(wei)(wei)了防(fang)止(zhi)焊(han)后的晶間腐蝕(shi)傾向，也可在(zai)900~1100℃進行穩定化處(chu)(chu)理(li)，由于(yu)NbC的優(you)先形(xing)成可避免鉻碳(tan)化物形(xing)成所導致(zhi)的晶界鉻貧(pin)化。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金的(de)(de)(de)大截面棒材(cai)可在1025~1052℃加熱，保(bao)溫(wen)2~4小(xiao)時(shi)(shi)(shi)后(hou)快冷，此時(shi)(shi)(shi)可獲(huo)得充分再(zai)結晶(jing)，同時(shi)(shi)(shi)仍有穩定的(de)(de)(de)高鈦(tai)、鈮的(de)(de)(de)碳化(hua)物沉淀(dian)存在。為了使此合(he)金獲(huo)得最高強(qiang)度，固溶處(chu)理后(hou)可再(zai)進行雙時(shi)(shi)(shi)效，第一次在718~746℃時(shi)(shi)(shi)效8小(xiao)時(shi)(shi)(shi)，隨(sui)后(hou)以50℃/小(xiao)時(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)速度冷卻到(dao)621℃,再(zai)進行保(bao)溫(wen)8小(xiao)時(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)第二次時(shi)(shi)(shi)效，隨(sui)后(hou)空冷。控(kong)制適宜的(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)效時(shi)(shi)(shi)間，會由于高鉻、鉬(mu)碳化(hua)物的(de)(de)(de)減少獲(huo)得良好的(de)(de)(de)耐點蝕、耐縫隙腐蝕和耐應(ying)力腐蝕性能。

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。