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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(hua)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、 耐腐蝕(shi)性能

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金在(zai)大(da)氣、天然(ran)水(shui)(shui)、海(hai)水(shui)(shui)、中性鹽和(he)堿等弱介(jie)質(zhi)中，基本上是無明顯腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)。在(zai)更苛刻的(de)介(jie)質(zhi)中，由于(yu)鉻(ge)的(de)存在(zai)能耐氧化性酸，并(bing)抗(kang)高(gao)(gao)溫氧化；由于(yu)是鎳基且鉬含量高(gao)(gao)，因此(ci)(ci)又耐還原性酸介(jie)質(zhi)。對于(yu)局部腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)，高(gao)(gao)鉻(ge)、鉬量使(shi)(shi)此(ci)(ci)合(he)(he)金耐點(dian)蝕(shi)(shi)和(he)縫隙腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)，高(gao)(gao)鎳、鉻(ge)量使(shi)(shi)此(ci)(ci)合(he)(he)金耐應力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)；高(gao)(gao)鈮（鈦）量使(shi)(shi)此(ci)(ci)合(he)(he)金不易產生晶間腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。

 1. 耐全(quan)面腐蝕性

  ①. 在硝(xiao)酸中 在65%HNO3中和沸騰(teng)溫(wen)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(zai)氫(qing)氟酸(suan)中用(yong)螢石與硫酸(suan)反(fan)應(ying)制取(qu)氫(qing)氟酸(suan)的蒸(zheng)(zheng)發(fa)器，它的襯里一般用(yong)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)制造。與此(ci)同時，蒸(zheng)(zheng)發(fa)器之間的管線(xian)、配件等也是采(cai)用(yong)此(ci)合(he)(he)金(jin)。在(zai)HF氣(qi)提塔頂部掛(gua)片結果(guo)表明，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)(he)金(jin)的全面腐蝕速(su)率僅為(wei)0.075m/a。

  ⑤. 在含磷酸的(de)一些介質中試驗指出，在55%H3PO4+0.8%HF 溶液中，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的(de)腐蝕速率為0.412mm/a。

  ⑥. 在(zai)堿中在(zai)實驗室內50%NaOH中0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的(de)年腐(fu)(fu)蝕速率為0.0125mm/a。經500小時試驗，未(wei)見有應力腐(fu)(fu)蝕產生。

  ⑦. 在鹽酸中由于(yu)此合金鉬含(han)量高，在室溫(wen)鹽酸中有一定(ding)的耐蝕性(xing)。但溫(wen)度升高，耐蝕性(xing)下(xia)降(jiang)。

 2. 耐局部腐蝕性

  ①. 耐晶間腐蝕性

  由(you)于(yu)其鈮含量高(gao)，0Cr22Ni60o9Nb4 合金(jin)具有非常好(hao)的耐敏(min)化(hua)態(tai)晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)的性能(neng)。正是由(you)于(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的此種性能(neng)，因而敏(min)化(hua)處理或焊后，此合金(jin)不需再進行固(gu)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)。

  根據在ASTM G28A溶液中，經120銷售試驗得出的T-T-S(時間－溫(wen)度－敏（化(hua)）曲線。顯然，軟化(hua)退(tui)火處(chu)理再經敏化(hua)較固溶處(chu)理再敏化(hua)的00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合(he)金晶(jing)間腐蝕敏感性要低得多，這與(yu)軟化(hua)退(tui)火態經敏化(hua)后合(he)金中大量NbC先于(yu)鉻碳化(hua)物(wu)優先析(xi)出，防止(zhi)晶(jing)界貧鉻區的形成有關。

 ②. 耐點(dian)蝕性 

  表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金等在(zai)兩 種酸(suan)介(jie)質中的耐點蝕性，可(ke)以(yi)看出0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在(zai)試驗條件(jian)下均有優(you)良(liang)的耐點蝕性，而(er)0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合金則(ze)耐點蝕性不良(liang)。

 ③. 縫隙腐(fu)蝕 

 表(biao)系0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等合(he)金的縫(feng)隙(xi)(xi)腐蝕試驗結(jie)果。顯(xian)然，在所試驗的條(tiao)件(jian)下，625 和(he)(he)625 plus 兩種合(he)金的耐縫(feng)隙(xi)(xi)腐蝕性能(neng)中625 plus稍優，但二者(zhe)均顯(xian)著(zhu)優于718合(he)金。

 ④. 應力腐(fu)蝕 

  模擬實際使用(yong)環境對0Cr22Ni60Mo9Nb4等合金進(jin)行(xing)了幾種應力(li)腐(fu)蝕試驗(yan)(yan)，結果見表。表系模擬深氣(qi)井條(tiao)件(jian)，在高壓(ya)釜(fu)中進(jin)行(xing)試驗(yan)(yan)所取得的結果，在此條(tiao)件(jian)下(xia)，表明(ming)無論是C型樣(yang)還是U型樣(yang)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的耐應力(li)腐(fu)蝕性能都是最佳。

  表(biao)系在5%NaCl+0.5%醋酸(suan)＋H2S (按NACE TM-077)15%MgCb溶液(ye)沸(fei)騰溫度下進行(xing)試驗所取得的(de)結果。表(biao)的(de)結果表(biao)明(ming)(ming)，試驗的(de)合(he)金耐應(ying)力腐蝕性能均良(liang)好(hao)，沒有斷裂(lie)產生(sheng)。而表(biao)的(de)結果表(biao)明(ming)(ming)，5%MgCl2沸(fei)騰條件下 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐應(ying)力腐出性能良(liang)好(hao)，且均優于718合(he)金。

 ⑤. 腐(fu)蝕疲勞 

   圖(tu)系0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)在室(shi)溫(wen)海水中的腐(fu)蝕疲勞試驗結果(guo)，顯然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)的腐(fu)蝕疲勞強度要(yao)高(gao)于所試驗的 Hastel-loy C和 Incoloy 800 以及通(tong)用不銹(xiu)鋼304和316。

三、力學(xue)性能等其他性能

  1. 力學(xue)性能(neng)

   一(yi)般(ban)使(shi)用(yong)溫(wen)度(du)≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金適用(yong)于(yu)冷、熱加工并退火(huo)(huo)后使(shi)用(yong)；使(shi)用(yong)溫(wen)度(du)高于(yu)650℃時，則(ze)退火(huo)(huo)或固(gu)溶態(tai)均可應用(yong)。對于(yu)有高溫(wen)蠕變或持久要求時，建議在固(gu)溶態(tai)使(shi)用(yong)；而(er)細晶粒合(he)金則(ze)在≤ 816℃ 使(shi)用(yong)以及(ji)在對疲勞強(qiang)度(du)、硬度(du)和瞬時強(qiang)度(du)又要去(qu)的條件下使(shi)用(yong)。

  表(biao)(biao)系(xi)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)力學(xue)性能。從表(biao)(biao)結果(guo)可(ke)知，此(ci)合(he)(he)金(jin)經732℃單時效(xiao)后屈服強(qiang)度(du)較(jiao)(jiao)低（690~793MPa),而經雙時效(xiao)后，可(ke)獲得高達(da)827~956MPa的(de)(de)(de)屈服強(qiang)度(du)且仍具有較(jiao)(jiao)高塑性，雙時效(xiao)時，若(ruo)將第一次時效(xiao)溫(wen)度(du)從718℃提(ti)高到746℃,則合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)硬(ying)度(du)也(ye)會有所提(ti)高。表(biao)(biao)3-5-109的(de)(de)(de)結果(guo)表(biao)(biao)明(ming)(ming)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)經固溶處理(li)再經746℃x8h爐(lu)冷(leng)＋621℃ × 8小時空冷(leng)雙時效(xiao)處理(li)并在(zai)316℃保持1000小時后測(ce)定其(qi)性能，對此(ci)合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)抗(kang)張性能并無明(ming)(ming)顯(xian)影響；表(biao)(biao)的(de)(de)(de)結果(guo)系(xi)經時效(xiao)處理(li)的(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)和經冷(leng)加(jia)工變形(xing)量25%的(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)在(zai)232℃時的(de)(de)(de)抗(kang)拉性能，可(ke)以(yi)看出，與室(shi)溫(wen)性能相(xiang)比，經冷(leng)加(jia)工變形(xing)提(ti)高強(qiang)度(du)的(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)其(qi)強(qiang)度(du)降低明(ming)(ming)顯(xian)，而經時效(xiao)處理(li)提(ti)高強(qiang)度(du)的(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)強(qiang)度(du)則降低較(jiao)(jiao)少，表(biao)(biao)系(xi)0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)高溫(wen)力學(xue)性能。

  2. 物理性能

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

  3.  焊接性(xing)能

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金焊(han)接性能良(liang)好。可采用(yong)通用(yong)的焊(han)接方(fang)法(fa)，例如(ru) GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和SAW以及SMAW(MMA)等，而不會(hui)遇到特(te)殊(shu)困難(nan)。

  4. 冷熱加工及成型(xing)性(xing)能

  由(you)于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)(jin)較高(gao)的高(gao)溫變(bian)形抗(kang)力，因此需(xu)要較高(gao)的加熱溫度，一般約為(wei)1170℃。大量變(bian)形以在1170~1010℃為(wei)宜；微量變(bian)形可(ke)在930℃以上進行(xing)。此合(he)金(jin)(jin)的冷(leng)(leng)加工(gong)和冷(leng)(leng)成(cheng)型性亦佳(jia)；與其他高(gao)鎳、鉻、鉬(mu)合(he)金(jin)(jin)性能相(xiang)近。圖(tu)系合(he)金(jin)(jin)冷(leng)(leng)變(bian)形量與硬度的關系并(bing)與其他材(cai)料(liao)進行(xing)比較的結(jie)果(guo)。由(you)圖(tu)可(ke)知，由(you)于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)(jin)冷(leng)(leng)作硬化傾向(xiang)較大，故進行(xing)冷(leng)(leng)加工(gong)和冷(leng)(leng)成(cheng)型時要及時進行(xing)中(zhong)間(jian)軟化退火處理。

  5. 熱處理

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)用(yong)(yong)于高溫高強度(du)用(yong)(yong)途(tu)，系在約1120℃進行固溶處(chu)(chu)理（合金(jin)中(zhong)含碳(tan)(tan)量～0.05%).用(yong)(yong)于耐(nai)濕態腐蝕(shi)用(yong)(yong)途(tu)（低碳(tan)(tan)量～0.03%)多(duo)采用(yong)(yong)軟(ruan)化退火處(chu)(chu)理，溫度(du)為(wei)950~1050℃(以～980℃為(wei)宜）；為(wei)了防止焊后的(de)晶間腐蝕(shi)傾向，也(ye)可在900~1100℃進行穩定化處(chu)(chu)理，由(you)于NbC的(de)優先形成可避(bi)免(mian)鉻(ge)碳(tan)(tan)化物形成所(suo)導致的(de)晶界鉻(ge)貧(pin)化。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金的(de)大(da)截面棒材可(ke)(ke)在1025~1052℃加熱(re)，保(bao)溫(wen)(wen)2~4小(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)后(hou)快冷，此(ci)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)可(ke)(ke)獲得(de)充分再結晶(jing)，同時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)仍(reng)有穩定(ding)的(de)高(gao)鈦、鈮(ni)的(de)碳化物沉(chen)淀存在。為了使(shi)此(ci)合(he)金獲得(de)最(zui)高(gao)強度，固溶處理后(hou)可(ke)(ke)再進行雙時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)，第一(yi)次在718~746℃時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)8小(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)，隨后(hou)以(yi)50℃/小(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)速度冷卻(que)到(dao)621℃,再進行保(bao)溫(wen)(wen)8小(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)第二次時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)，隨后(hou)空冷。控制適宜(yi)的(de)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)，會由于高(gao)鉻、鉬碳化物的(de)減少獲得(de)良好的(de)耐點蝕(shi)(shi)、耐縫隙腐(fu)蝕(shi)(shi)和耐應力腐(fu)蝕(shi)(shi)性能。

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。