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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(er)、 耐(nai)腐(fu)蝕性能

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)在大氣、天然水(shui)、海水(shui)、中(zhong)性(xing)鹽和(he)堿等弱介(jie)質(zhi)中(zhong)，基本(ben)上是(shi)無明顯腐(fu)蝕(shi)的(de)。在更苛刻的(de)介(jie)質(zhi)中(zhong)，由于(yu)鉻的(de)存在能耐(nai)氧化性(xing)酸，并抗(kang)高(gao)(gao)(gao)溫氧化；由于(yu)是(shi)鎳(nie)基且鉬含量高(gao)(gao)(gao)，因此又耐(nai)還原性(xing)酸介(jie)質(zhi)。對于(yu)局部腐(fu)蝕(shi)，高(gao)(gao)(gao)鉻、鉬量使(shi)此合(he)金(jin)耐(nai)點蝕(shi)和(he)縫隙腐(fu)蝕(shi)，高(gao)(gao)(gao)鎳(nie)、鉻量使(shi)此合(he)金(jin)耐(nai)應力腐(fu)蝕(shi)；高(gao)(gao)(gao)鈮（鈦(tai)）量使(shi)此合(he)金(jin)不易產生晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)。

 1. 耐(nai)全面腐蝕(shi)性

  ①. 在硝酸中 在65%HNO3中和沸騰溫度下，此合金固溶態(tai)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(qing)氟酸中用(yong)螢石與(yu)硫酸反應制(zhi)取(qu)氫(qing)氟酸的(de)蒸(zheng)發器(qi)，它的(de)襯里一般(ban)用(yong)0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)(jin)制(zhi)造。與(yu)此同時，蒸(zheng)發器(qi)之間的(de)管線、配件(jian)等也是采用(yong)此合金(jin)(jin)。在HF氣提(ti)塔頂部掛片結果(guo)表明，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)(jin)的(de)全(quan)面腐蝕速率僅(jin)為0.075m/a。

  ⑤. 在含磷酸的一(yi)些介質中試驗指出，在55%H3PO4+0.8%HF 溶液中，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的腐蝕速率為(wei)0.412mm/a。

  ⑥. 在堿(jian)中在實驗室(shi)內50%NaOH中0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的(de)年腐蝕速(su)率為0.0125mm/a。經(jing)500小時試驗，未見有(you)應力腐蝕產(chan)生(sheng)。

  ⑦. 在鹽酸中(zhong)由(you)于此合(he)金鉬含量高，在室溫鹽酸中(zhong)有一定的耐(nai)蝕性(xing)。但溫度(du)升高，耐(nai)蝕性(xing)下降(jiang)。

 2. 耐局部腐蝕性(xing)

  ①. 耐晶(jing)間腐蝕性

  由于(yu)其鈮含量高，0Cr22Ni60o9Nb4 合(he)金(jin)(jin)具(ju)有(you)非常好的(de)耐敏化(hua)態晶間腐蝕(shi)的(de)性能。正(zheng)是由于(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金(jin)(jin)的(de)此種性能，因而敏化(hua)處理或焊后(hou)，此合(he)金(jin)(jin)不需再(zai)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)。

  根據在ASTM G28A溶液中，經(jing)120銷售試驗得出的T-T-S(時間－溫度(du)－敏(min)（化(hua)(hua)(hua)）曲線。顯(xian)然(ran)，軟化(hua)(hua)(hua)退火(huo)處(chu)理再(zai)(zai)經(jing)敏(min)化(hua)(hua)(hua)較固溶處(chu)理再(zai)(zai)敏(min)化(hua)(hua)(hua)的00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合(he)金(jin)晶(jing)間腐蝕敏(min)感性要低(di)得多(duo)，這與軟化(hua)(hua)(hua)退火(huo)態經(jing)敏(min)化(hua)(hua)(hua)后合(he)金(jin)中大量(liang)NbC先于鉻(ge)碳(tan)化(hua)(hua)(hua)物優先析出，防止晶(jing)界貧鉻(ge)區的形(xing)成有關(guan)。

 ②. 耐(nai)點蝕性 

  表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金等在(zai)(zai)兩 種酸介(jie)質中(zhong)的耐(nai)(nai)點蝕性(xing)(xing)，可以(yi)看出0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在(zai)(zai)試驗(yan)條件下均有優良(liang)的耐(nai)(nai)點蝕性(xing)(xing)，而(er)0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合(he)金則耐(nai)(nai)點蝕性(xing)(xing)不良(liang)。

 ③. 縫(feng)隙(xi)腐蝕(shi) 

 表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等合(he)金(jin)(jin)的縫隙腐(fu)蝕試驗結果(guo)。顯然，在所試驗的條件(jian)下，625 和(he)(he)625 plus 兩種合(he)金(jin)(jin)的耐縫隙腐(fu)蝕性能中625 plus稍優(you)，但二者均(jun)顯著優(you)于(yu)718合(he)金(jin)(jin)。

 ④. 應力腐蝕 

  模擬實際使用環境對0Cr22Ni60Mo9Nb4等合(he)金進(jin)行了幾種應力(li)(li)腐(fu)蝕試(shi)驗(yan)(yan)，結果(guo)見表(biao)。表(biao)系模擬深氣井條件，在高壓釜中進(jin)行試(shi)驗(yan)(yan)所取得的結果(guo)，在此條件下，表(biao)明(ming)無論是C型(xing)樣還是U型(xing)樣，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金的耐應力(li)(li)腐(fu)蝕性(xing)能都(dou)是最(zui)佳。

  表(biao)(biao)系在5%NaCl+0.5%醋酸＋H2S (按(an)NACE TM-077)15%MgCb溶液沸騰溫度下進行(xing)試驗所(suo)取得的(de)結果(guo)。表(biao)(biao)的(de)結果(guo)表(biao)(biao)明，試驗的(de)合金耐應(ying)(ying)力(li)腐蝕性(xing)能均良(liang)好，沒有斷裂產生。而(er)表(biao)(biao)的(de)結果(guo)表(biao)(biao)明，5%MgCl2沸騰條(tiao)件(jian)下 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐應(ying)(ying)力(li)腐出(chu)性(xing)能良(liang)好，且均優于718合金。

 ⑤. 腐蝕疲勞 

   圖系0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金在(zai)室溫海水中的腐蝕疲勞試(shi)(shi)驗結果，顯然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合金的腐蝕疲勞強度要高(gao)于所試(shi)(shi)驗的 Hastel-loy C和 Incoloy 800 以及通(tong)用(yong)不銹鋼304和316。

三(san)、力學性(xing)(xing)能等(deng)其他性(xing)(xing)能

  1. 力學性能

   一般使(shi)用(yong)溫(wen)(wen)度(du)≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金適用(yong)于(yu)冷、熱加工并退火后(hou)使(shi)用(yong)；使(shi)用(yong)溫(wen)(wen)度(du)高于(yu)650℃時(shi)，則(ze)退火或固溶態均可應用(yong)。對于(yu)有高溫(wen)(wen)蠕(ru)變(bian)或持久要(yao)求時(shi)，建議在(zai)固溶態使(shi)用(yong)；而細晶粒合金則(ze)在(zai)≤ 816℃ 使(shi)用(yong)以及在(zai)對疲(pi)勞強度(du)、硬度(du)和瞬時(shi)強度(du)又要(yao)去的條件下(xia)使(shi)用(yong)。

  表系00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)力學(xue)性(xing)能(neng)(neng)。從表結果(guo)可知，此合(he)(he)金(jin)經(jing)(jing)732℃單時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)后屈(qu)服(fu)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)較低（690~793MPa),而經(jing)(jing)雙時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)后，可獲得高(gao)(gao)達827~956MPa的(de)(de)(de)(de)(de)(de)屈(qu)服(fu)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)且仍(reng)具有(you)較高(gao)(gao)塑性(xing)，雙時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)，若將(jiang)第一次時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)溫度(du)(du)(du)從718℃提高(gao)(gao)到746℃,則合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)硬度(du)(du)(du)也會有(you)所提高(gao)(gao)。表3-5-109的(de)(de)(de)(de)(de)(de)結果(guo)表明，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)經(jing)(jing)固溶處理(li)再經(jing)(jing)746℃x8h爐冷(leng)＋621℃ × 8小時(shi)(shi)(shi)空冷(leng)雙時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)處理(li)并在316℃保持1000小時(shi)(shi)(shi)后測定(ding)其性(xing)能(neng)(neng)，對此合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)抗張性(xing)能(neng)(neng)并無(wu)明顯(xian)影(ying)響；表的(de)(de)(de)(de)(de)(de)結果(guo)系經(jing)(jing)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)處理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)和經(jing)(jing)冷(leng)加(jia)工變(bian)形量25%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)在232℃時(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)抗拉性(xing)能(neng)(neng)，可以看(kan)出(chu)，與室(shi)溫性(xing)能(neng)(neng)相比，經(jing)(jing)冷(leng)加(jia)工變(bian)形提高(gao)(gao)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)其強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)降(jiang)(jiang)低明顯(xian)，而經(jing)(jing)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)處理(li)提高(gao)(gao)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)則降(jiang)(jiang)低較少(shao)，表系0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫力學(xue)性(xing)能(neng)(neng)。

  2. 物理性能

  表列出了 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金的物(wu)理性能 

  3.  焊接性能

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金焊接性能(neng)良好。可采用通(tong)用的(de)焊接方法，例如(ru) GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和SAW以(yi)及SMAW(MMA)等，而不(bu)會遇到(dao)特殊困難。

  4. 冷熱加工及(ji)成型(xing)性能

  由(you)于0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)較高(gao)(gao)的(de)(de)高(gao)(gao)溫變(bian)形抗力，因此(ci)需(xu)要(yao)較高(gao)(gao)的(de)(de)加熱溫度(du)，一般約(yue)為1170℃。大量變(bian)形以(yi)在(zai)1170~1010℃為宜；微量變(bian)形可在(zai)930℃以(yi)上進(jin)行(xing)(xing)。此(ci)合金(jin)的(de)(de)冷(leng)(leng)加工和冷(leng)(leng)成型性亦佳(jia)；與其(qi)他高(gao)(gao)鎳、鉻(ge)、鉬(mu)合金(jin)性能相近。圖系合金(jin)冷(leng)(leng)變(bian)形量與硬(ying)度(du)的(de)(de)關系并與其(qi)他材(cai)料進(jin)行(xing)(xing)比較的(de)(de)結果(guo)。由(you)圖可知(zhi)，由(you)于0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)冷(leng)(leng)作硬(ying)化傾向較大，故進(jin)行(xing)(xing)冷(leng)(leng)加工和冷(leng)(leng)成型時(shi)要(yao)及時(shi)進(jin)行(xing)(xing)中間軟化退火(huo)處理。

  5. 熱(re)處理

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合金用(yong)于(yu)高溫高強度(du)用(yong)途，系在約(yue)1120℃進行固溶處(chu)理(li)（合金中含碳量～0.05%).用(yong)于(yu)耐濕(shi)態(tai)腐蝕用(yong)途（低(di)碳量～0.03%)多采用(yong)軟(ruan)化退火處(chu)理(li)，溫度(du)為(wei)950~1050℃(以(yi)～980℃為(wei)宜）；為(wei)了(le)防止焊后的晶間腐蝕傾向，也可(ke)在900~1100℃進行穩定化處(chu)理(li)，由于(yu)NbC的優先形成(cheng)可(ke)避免鉻碳化物(wu)形成(cheng)所導致(zhi)的晶界鉻貧化。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的(de)(de)大截面棒材可在(zai)(zai)1025~1052℃加(jia)熱，保(bao)溫2~4小時(shi)(shi)后(hou)(hou)快(kuai)冷，此時(shi)(shi)可獲得(de)充分再結晶，同(tong)時(shi)(shi)仍有穩定的(de)(de)高(gao)鈦、鈮的(de)(de)碳化物沉(chen)淀存在(zai)(zai)。為了使此合金獲得(de)最高(gao)強度，固溶處(chu)理后(hou)(hou)可再進行雙(shuang)時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)，第一次在(zai)(zai)718~746℃時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)8小時(shi)(shi)，隨后(hou)(hou)以50℃/小時(shi)(shi)的(de)(de)速(su)度冷卻到621℃,再進行保(bao)溫8小時(shi)(shi)的(de)(de)第二(er)次時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)，隨后(hou)(hou)空(kong)冷。控制適(shi)宜的(de)(de)時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)時(shi)(shi)間，會由于高(gao)鉻、鉬(mu)碳化物的(de)(de)減少獲得(de)良好的(de)(de)耐(nai)(nai)點蝕、耐(nai)(nai)縫隙腐蝕和耐(nai)(nai)應力腐蝕性能。

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。