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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(hua)學成(cheng)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(he)(he)金在大氣(qi)、天然水(shui)、海水(shui)、中(zhong)性(xing)(xing)鹽和堿等弱介質(zhi)中(zhong)，基(ji)本上是(shi)無明(ming)顯腐(fu)蝕(shi)的。在更苛刻的介質(zhi)中(zhong)，由(you)于(yu)鉻的存在能耐(nai)氧(yang)化(hua)性(xing)(xing)酸，并抗高(gao)溫氧(yang)化(hua)；由(you)于(yu)是(shi)鎳基(ji)且鉬含量(liang)高(gao)，因此(ci)(ci)(ci)又(you)耐(nai)還原(yuan)性(xing)(xing)酸介質(zhi)。對于(yu)局部(bu)腐(fu)蝕(shi)，高(gao)鉻、鉬量(liang)使(shi)此(ci)(ci)(ci)合(he)(he)金耐(nai)點蝕(shi)和縫(feng)隙腐(fu)蝕(shi)，高(gao)鎳、鉻量(liang)使(shi)此(ci)(ci)(ci)合(he)(he)金耐(nai)應力腐(fu)蝕(shi)；高(gao)鈮（鈦）量(liang)使(shi)此(ci)(ci)(ci)合(he)(he)金不(bu)易產生(sheng)晶間腐(fu)蝕(shi)。

 1. 耐全面腐(fu)蝕性

  ①. 在(zai)硝酸中(zhong) 在(zai)65%HNO3中(zhong)和沸騰溫度下，此(ci)合(he)金固溶態腐蝕率≤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(zai)氫氟酸中用螢石與(yu)硫酸反應(ying)制取氫氟酸的(de)蒸(zheng)發器，它的(de)襯里一般用0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)制造。與(yu)此(ci)同時，蒸(zheng)發器之間的(de)管線(xian)、配件等也(ye)是采用此(ci)合金(jin)。在(zai)HF氣(qi)提塔頂部(bu)掛片結果表明，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的(de)全面腐蝕速率僅為0.075m/a。

  ⑤. 在含磷酸的一些介質中試驗指(zhi)出(chu)，在55%H3PO4+0.8%HF 溶(rong)液中，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的腐(fu)蝕速(su)率為(wei)0.412mm/a。

  ⑥. 在堿中在實驗(yan)室內50%NaOH中0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金(jin)的年腐(fu)蝕速率為0.0125mm/a。經500小時(shi)試驗(yan)，未見有(you)應力腐(fu)蝕產(chan)生。

  ⑦. 在(zai)鹽酸中(zhong)(zhong)由于此合金鉬含量高，在(zai)室溫鹽酸中(zhong)(zhong)有一定的(de)耐蝕(shi)性(xing)。但溫度升高，耐蝕(shi)性(xing)下降(jiang)。

 2. 耐(nai)局部腐蝕性

  ①. 耐晶間腐蝕性

  由(you)(you)于其鈮含量高，0Cr22Ni60o9Nb4 合(he)金(jin)具有非常(chang)好的(de)(de)耐敏(min)化態晶間腐蝕的(de)(de)性能。正是(shi)由(you)(you)于0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金(jin)的(de)(de)此(ci)種性能，因(yin)而敏(min)化處理或焊(han)后，此(ci)合(he)金(jin)不需再進行固溶(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)。

  根據在ASTM G28A溶液中，經120銷售試驗(yan)得出的(de)T-T-S(時間(jian)－溫(wen)度－敏(min)（化(hua)(hua)）曲(qu)線。顯然，軟化(hua)(hua)退(tui)火處(chu)理(li)再(zai)經敏(min)化(hua)(hua)較固溶處(chu)理(li)再(zai)敏(min)化(hua)(hua)的(de)00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合金晶間(jian)腐蝕敏(min)感性要低得多，這(zhe)與軟化(hua)(hua)退(tui)火態經敏(min)化(hua)(hua)后合金中大量(liang)NbC先(xian)(xian)于鉻(ge)碳化(hua)(hua)物(wu)優先(xian)(xian)析出，防(fang)止晶界貧鉻(ge)區的(de)形成有關。

 ②. 耐(nai)點(dian)蝕性 

  表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)等在兩 種(zhong)酸介(jie)質中的(de)耐點蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)，可以看出0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在試驗條(tiao)件下均有(you)優良的(de)耐點蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)，而0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合金(jin)則耐點蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)不良。

 ③. 縫隙腐蝕(shi) 

 表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等合金(jin)的(de)縫(feng)隙(xi)腐蝕試(shi)驗結果。顯然，在所(suo)試(shi)驗的(de)條件(jian)下(xia)，625 和(he)(he)625 plus 兩種合金(jin)的(de)耐縫(feng)隙(xi)腐蝕性能中625 plus稍優，但二者均顯著(zhu)優于718合金(jin)。

 ④. 應力腐蝕 

  模擬實際使用環境對0Cr22Ni60Mo9Nb4等合金(jin)進(jin)行了幾(ji)種應力腐(fu)蝕試驗，結果見表(biao)(biao)。表(biao)(biao)系模擬深氣井條件(jian)，在(zai)高(gao)壓釜中進(jin)行試驗所取得(de)的結果，在(zai)此(ci)條件(jian)下(xia)，表(biao)(biao)明無(wu)論是(shi)(shi)C型樣還是(shi)(shi)U型樣，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)的耐(nai)應力腐(fu)蝕性能(neng)都是(shi)(shi)最佳。

  表(biao)系在(zai)5%NaCl+0.5%醋(cu)酸(suan)＋H2S (按NACE TM-077)15%MgCb溶(rong)液(ye)沸騰(teng)溫度(du)下(xia)進行試驗所取得(de)的結果。表(biao)的結果表(biao)明(ming)，試驗的合金耐應力腐蝕(shi)性(xing)能均良(liang)好，沒有斷裂產生。而表(biao)的結果表(biao)明(ming)，5%MgCl2沸騰(teng)條件下(xia) 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和(he) 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐應力腐出性(xing)能良(liang)好，且均優于(yu)718合金。

 ⑤. 腐蝕疲勞 

   圖系0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)在室溫海水中的(de)腐(fu)蝕疲(pi)勞試驗(yan)結果，顯然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)的(de)腐(fu)蝕疲(pi)勞強度要高于所試驗(yan)的(de) Hastel-loy C和 Incoloy 800 以及通用不(bu)銹鋼304和316。

三、力學性能等其(qi)他(ta)性能

  1. 力學性能

   一般使(shi)用(yong)(yong)溫度≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)適(shi)用(yong)(yong)于冷(leng)、熱加工并(bing)退火(huo)后(hou)使(shi)用(yong)(yong)；使(shi)用(yong)(yong)溫度高(gao)于650℃時，則退火(huo)或固溶(rong)態均可(ke)應用(yong)(yong)。對于有高(gao)溫蠕(ru)變或持久要求時，建議在(zai)固溶(rong)態使(shi)用(yong)(yong)；而細晶粒(li)合金(jin)則在(zai)≤ 816℃ 使(shi)用(yong)(yong)以(yi)及在(zai)對疲勞強度、硬度和瞬(shun)時強度又要去的條(tiao)件(jian)下使(shi)用(yong)(yong)。

  表(biao)(biao)系00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)力(li)學性(xing)(xing)能(neng)。從表(biao)(biao)結果可(ke)知(zhi)，此合金(jin)經(jing)(jing)(jing)(jing)732℃單(dan)時(shi)(shi)效(xiao)后屈(qu)服強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)較(jiao)低（690~793MPa),而經(jing)(jing)(jing)(jing)雙時(shi)(shi)效(xiao)后，可(ke)獲得高(gao)(gao)達827~956MPa的(de)(de)(de)(de)(de)屈(qu)服強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)且仍具有較(jiao)高(gao)(gao)塑性(xing)(xing)，雙時(shi)(shi)效(xiao)時(shi)(shi)，若將第一(yi)次時(shi)(shi)效(xiao)溫度(du)(du)(du)從718℃提高(gao)(gao)到746℃,則(ze)合金(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)硬(ying)度(du)(du)(du)也會有所(suo)提高(gao)(gao)。表(biao)(biao)3-5-109的(de)(de)(de)(de)(de)結果表(biao)(biao)明(ming)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)經(jing)(jing)(jing)(jing)固(gu)溶處(chu)(chu)理再經(jing)(jing)(jing)(jing)746℃x8h爐冷＋621℃ × 8小時(shi)(shi)空(kong)冷雙時(shi)(shi)效(xiao)處(chu)(chu)理并在(zai)316℃保持(chi)1000小時(shi)(shi)后測定其性(xing)(xing)能(neng)，對此合金(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)抗(kang)張性(xing)(xing)能(neng)并無(wu)明(ming)顯影響；表(biao)(biao)的(de)(de)(de)(de)(de)結果系經(jing)(jing)(jing)(jing)時(shi)(shi)效(xiao)處(chu)(chu)理的(de)(de)(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)和經(jing)(jing)(jing)(jing)冷加工(gong)變(bian)形量(liang)25%的(de)(de)(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)在(zai)232℃時(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)抗(kang)拉性(xing)(xing)能(neng)，可(ke)以看出(chu)，與(yu)室(shi)溫性(xing)(xing)能(neng)相比，經(jing)(jing)(jing)(jing)冷加工(gong)變(bian)形提高(gao)(gao)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)其強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)降(jiang)低明(ming)顯，而經(jing)(jing)(jing)(jing)時(shi)(shi)效(xiao)處(chu)(chu)理提高(gao)(gao)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)則(ze)降(jiang)低較(jiao)少，表(biao)(biao)系0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫力(li)學性(xing)(xing)能(neng)。

  2. 物理(li)性能(neng)

  表(biao)列出了 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的物(wu)理性能 

  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(ru) GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和(he)SAW以及(ji)SMAW(MMA)等，而(er)不會遇到特殊(shu)困難。

  4. 冷熱加工及成型性能(neng)

  由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合金較(jiao)高的高溫變(bian)(bian)形抗力，因(yin)此(ci)需(xu)要較(jiao)高的加熱(re)溫度，一般約為(wei)1170℃。大量(liang)變(bian)(bian)形以(yi)在1170~1010℃為(wei)宜(yi)；微量(liang)變(bian)(bian)形可(ke)在930℃以(yi)上進行。此(ci)合金的冷(leng)(leng)加工和(he)冷(leng)(leng)成型性(xing)亦佳；與(yu)其他高鎳(nie)、鉻、鉬合金性(xing)能相近。圖系合金冷(leng)(leng)變(bian)(bian)形量(liang)與(yu)硬度的關系并(bing)與(yu)其他材料進行比較(jiao)的結果。由圖可(ke)知，由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合金冷(leng)(leng)作(zuo)硬化傾向較(jiao)大，故進行冷(leng)(leng)加工和(he)冷(leng)(leng)成型時要及(ji)時進行中間軟化退火處理。

  5. 熱處理

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合金用(yong)于(yu)高(gao)溫(wen)高(gao)強度(du)用(yong)途，系在約1120℃進行(xing)固溶處理（合金中含碳量(liang)～0.05%).用(yong)于(yu)耐濕態腐蝕用(yong)途（低(di)碳量(liang)～0.03%)多采(cai)用(yong)軟(ruan)化(hua)退火(huo)處理，溫(wen)度(du)為(wei)950~1050℃(以～980℃為(wei)宜）；為(wei)了(le)防止焊后的晶間腐蝕傾(qing)向，也(ye)可(ke)在900~1100℃進行(xing)穩定(ding)化(hua)處理，由于(yu)NbC的優先形成可(ke)避(bi)免鉻(ge)碳化(hua)物(wu)形成所導致的晶界鉻(ge)貧化(hua)。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金的(de)大截(jie)面棒材可在1025~1052℃加(jia)熱，保(bao)溫(wen)2~4小(xiao)(xiao)時后快冷，此時可獲得充分(fen)再結晶，同時仍有穩定的(de)高鈦、鈮的(de)碳化(hua)物沉淀存在。為了使此合(he)金獲得最高強度(du)(du)，固(gu)溶處理后可再進行雙時效(xiao)(xiao)，第一次在718~746℃時效(xiao)(xiao)8小(xiao)(xiao)時，隨(sui)(sui)后以50℃/小(xiao)(xiao)時的(de)速度(du)(du)冷卻(que)到(dao)621℃,再進行保(bao)溫(wen)8小(xiao)(xiao)時的(de)第二(er)次時效(xiao)(xiao)，隨(sui)(sui)后空冷。控制適宜的(de)時效(xiao)(xiao)時間，會由于高鉻、鉬(mu)碳化(hua)物的(de)減少獲得良(liang)好(hao)的(de)耐(nai)點(dian)蝕(shi)、耐(nai)縫隙腐蝕(shi)和耐(nai)應力腐蝕(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。