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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、 耐腐蝕性能

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金在(zai)大氣、天然水(shui)、海水(shui)、中(zhong)性鹽(yan)和(he)堿等弱(ruo)介質(zhi)中(zhong)，基(ji)本上(shang)是(shi)無明(ming)顯腐(fu)蝕的。在(zai)更苛刻的介質(zhi)中(zhong)，由于(yu)(yu)鉻的存(cun)在(zai)能(neng)耐(nai)氧化性酸，并抗高溫氧化；由于(yu)(yu)是(shi)鎳基(ji)且鉬(mu)含量高，因(yin)此又(you)耐(nai)還(huan)原(yuan)性酸介質(zhi)。對(dui)于(yu)(yu)局部腐(fu)蝕，高鉻、鉬(mu)量使此合金耐(nai)點(dian)蝕和(he)縫隙腐(fu)蝕，高鎳、鉻量使此合金耐(nai)應力腐(fu)蝕；高鈮（鈦）量使此合金不易產生晶(jing)間腐(fu)蝕。

 1. 耐全面腐(fu)蝕(shi)性

  ①. 在硝酸中(zhong) 在65%HNO3中(zhong)和沸騰溫(wen)度下，此合(he)金固(gu)溶(rong)態腐(fu)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. 在氫氟酸中用(yong)螢石(shi)與(yu)硫(liu)酸反應制(zhi)取氫氟酸的(de)(de)蒸發(fa)器，它(ta)的(de)(de)襯里一般用(yong)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金制(zhi)造(zao)。與(yu)此同時，蒸發(fa)器之間的(de)(de)管線、配(pei)件等(deng)也(ye)是采用(yong)此合(he)金。在HF氣提塔頂部掛片(pian)結果表明，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金的(de)(de)全面腐蝕速率(lv)僅(jin)為0.075m/a。

  ⑤. 在含磷(lin)酸的(de)一些(xie)介(jie)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(wei)0.412mm/a。

  ⑥. 在堿中(zhong)在實驗(yan)室內(nei)50%NaOH中(zhong)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的(de)年腐(fu)蝕(shi)速率為0.0125mm/a。經500小時試驗(yan)，未(wei)見(jian)有應力(li)腐(fu)蝕(shi)產(chan)生。

  ⑦. 在鹽酸中(zhong)由于此合金鉬含量高(gao)，在室溫鹽酸中(zhong)有(you)一定的耐(nai)(nai)蝕性。但(dan)溫度升高(gao)，耐(nai)(nai)蝕性下降。

 2. 耐局部腐蝕性(xing)

  ①. 耐(nai)晶間腐(fu)蝕性

  由于(yu)其鈮含量(liang)高，0Cr22Ni60o9Nb4 合(he)金具有非常好的耐敏化態晶間腐蝕(shi)的性(xing)能。正是由于(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金的此種(zhong)性(xing)能，因而敏化處理(li)或(huo)焊后，此合(he)金不需再進(jin)行固溶處理(li)。

  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(rong)液中，經(jing)120銷售試(shi)驗得(de)出(chu)的(de)(de)T-T-S(時間－溫度－敏(min)（化(hua)(hua)）曲線。顯然，軟(ruan)化(hua)(hua)退(tui)火(huo)處理(li)再經(jing)敏(min)化(hua)(hua)較(jiao)固溶(rong)處理(li)再敏(min)化(hua)(hua)的(de)(de)00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合金(jin)晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)敏(min)感(gan)性(xing)要低得(de)多，這與(yu)軟(ruan)化(hua)(hua)退(tui)火(huo)態經(jing)敏(min)化(hua)(hua)后合金(jin)中大(da)量NbC先于鉻(ge)碳化(hua)(hua)物(wu)優先析出(chu)，防止晶(jing)界貧鉻(ge)區的(de)(de)形成(cheng)有關。

 ②. 耐點蝕(shi)性 

  表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金等在(zai)兩 種(zhong)酸介質中的耐點蝕(shi)性，可以看出0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在(zai)試(shi)驗條件下均有優良的耐點蝕(shi)性，而0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合(he)金則耐點蝕(shi)性不良。

 ③. 縫隙腐蝕 

 表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等(deng)合(he)(he)金(jin)的縫(feng)隙腐蝕試驗結果(guo)。顯(xian)然，在所試驗的條(tiao)件下，625 和625 plus 兩(liang)種合(he)(he)金(jin)的耐縫(feng)隙腐蝕性能中625 plus稍優(you)，但二者均(jun)顯(xian)著優(you)于718合(he)(he)金(jin)。

 ④. 應力腐蝕 

  模(mo)擬(ni)實際使(shi)用環境對0Cr22Ni60Mo9Nb4等合金進(jin)行了幾(ji)種(zhong)應力腐蝕(shi)(shi)試驗，結果見(jian)表(biao)(biao)。表(biao)(biao)系模(mo)擬(ni)深(shen)氣井條件(jian)，在高壓釜中進(jin)行試驗所取得的結果，在此條件(jian)下，表(biao)(biao)明無論(lun)是C型樣還是U型樣，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的耐應力腐蝕(shi)(shi)性能都是最佳。

  表(biao)系在5%NaCl+0.5%醋酸＋H2S (按NACE TM-077)15%MgCb溶液沸騰溫度下進行試驗所取(qu)得(de)的(de)結果(guo)(guo)。表(biao)的(de)結果(guo)(guo)表(biao)明，試驗的(de)合金耐(nai)應(ying)力(li)腐蝕性(xing)能(neng)均(jun)良好(hao)，沒有斷裂產生。而表(biao)的(de)結果(guo)(guo)表(biao)明，5%MgCl2沸騰條件(jian)下 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐(nai)應(ying)力(li)腐出性(xing)能(neng)良好(hao)，且均(jun)優于718合金。

 ⑤. 腐蝕疲(pi)勞 

   圖系0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金在室(shi)溫海水中的腐蝕疲勞試(shi)(shi)驗(yan)結果，顯然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合金的腐蝕疲勞強度要高于所試(shi)(shi)驗(yan)的 Hastel-loy C和 Incoloy 800 以(yi)及通用不銹鋼(gang)304和316。

三(san)、力學性能等(deng)其(qi)他性能

  1. 力(li)學性(xing)能

   一般使(shi)(shi)用(yong)溫(wen)(wen)度≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金適用(yong)于冷、熱加工(gong)并(bing)退火后使(shi)(shi)用(yong)；使(shi)(shi)用(yong)溫(wen)(wen)度高于650℃時(shi)(shi)，則退火或(huo)固溶態均(jun)可應用(yong)。對(dui)于有高溫(wen)(wen)蠕(ru)變或(huo)持久要求時(shi)(shi)，建(jian)議在(zai)固溶態使(shi)(shi)用(yong)；而(er)細晶粒合(he)金則在(zai)≤ 816℃ 使(shi)(shi)用(yong)以及在(zai)對(dui)疲勞強度、硬度和瞬時(shi)(shi)強度又要去的條件下使(shi)(shi)用(yong)。

  表系(xi)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)力學性(xing)能(neng)(neng)。從表結果(guo)可(ke)知(zhi)，此(ci)(ci)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)經(jing)(jing)(jing)732℃單時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)后(hou)屈服強度(du)(du)較低（690~793MPa),而(er)經(jing)(jing)(jing)雙(shuang)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)后(hou)，可(ke)獲得高(gao)達(da)827~956MPa的(de)屈服強度(du)(du)且仍具有較高(gao)塑性(xing)，雙(shuang)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)，若將第一次(ci)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)溫度(du)(du)從718℃提(ti)高(gao)到746℃,則合(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)硬度(du)(du)也會有所提(ti)高(gao)。表3-5-109的(de)結果(guo)表明(ming)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金(jin)(jin)經(jing)(jing)(jing)固溶處(chu)理(li)再經(jing)(jing)(jing)746℃x8h爐冷＋621℃ × 8小時(shi)(shi)(shi)空冷雙(shuang)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)處(chu)理(li)并在316℃保(bao)持1000小時(shi)(shi)(shi)后(hou)測定其性(xing)能(neng)(neng)，對此(ci)(ci)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)抗張性(xing)能(neng)(neng)并無明(ming)顯影(ying)響；表的(de)結果(guo)系(xi)經(jing)(jing)(jing)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)處(chu)理(li)的(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金(jin)(jin)和經(jing)(jing)(jing)冷加(jia)工(gong)(gong)變(bian)形量25%的(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)(he)金(jin)(jin)在232℃時(shi)(shi)(shi)的(de)抗拉(la)性(xing)能(neng)(neng)，可(ke)以看出，與(yu)室溫性(xing)能(neng)(neng)相比，經(jing)(jing)(jing)冷加(jia)工(gong)(gong)變(bian)形提(ti)高(gao)強度(du)(du)的(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)(he)金(jin)(jin)其強度(du)(du)降低明(ming)顯，而(er)經(jing)(jing)(jing)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)處(chu)理(li)提(ti)高(gao)強度(du)(du)的(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)強度(du)(du)則降低較少(shao)，表系(xi)0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)高(gao)溫力學性(xing)能(neng)(neng)。

  2. 物理性(xing)能(neng)

  表列(lie)出(chu)了 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金的物理(li)性能 

  3.  焊(han)接性能(neng)

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)焊接(jie)性能(neng)良好。可采用通(tong)用的焊接(jie)方法，例如 GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和SAW以及SMAW(MMA)等，而不會(hui)遇到特(te)殊困難。

  4. 冷熱加工及成(cheng)型(xing)性能

  由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)較(jiao)(jiao)高(gao)的高(gao)溫(wen)變形(xing)(xing)抗力，因(yin)此(ci)需要較(jiao)(jiao)高(gao)的加(jia)熱溫(wen)度，一般約為1170℃。大量變形(xing)(xing)以(yi)在(zai)(zai)1170~1010℃為宜；微量變形(xing)(xing)可(ke)在(zai)(zai)930℃以(yi)上(shang)進(jin)行(xing)(xing)。此(ci)合金(jin)的冷(leng)加(jia)工和冷(leng)成型性亦佳；與其(qi)他高(gao)鎳(nie)、鉻、鉬合金(jin)性能相近。圖系合金(jin)冷(leng)變形(xing)(xing)量與硬(ying)度的關(guan)系并與其(qi)他材(cai)料進(jin)行(xing)(xing)比(bi)較(jiao)(jiao)的結(jie)果(guo)。由圖可(ke)知，由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)冷(leng)作(zuo)硬(ying)化(hua)(hua)傾(qing)向較(jiao)(jiao)大，故進(jin)行(xing)(xing)冷(leng)加(jia)工和冷(leng)成型時要及時進(jin)行(xing)(xing)中間軟化(hua)(hua)退火(huo)處(chu)理。

  5. 熱處理

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合金用(yong)于(yu)高溫高強度(du)用(yong)途(tu)，系(xi)在(zai)約1120℃進行(xing)固溶處理（合金中(zhong)含碳(tan)量～0.05%).用(yong)于(yu)耐濕態腐蝕用(yong)途(tu)（低碳(tan)量～0.03%)多采用(yong)軟(ruan)化退火處理，溫度(du)為(wei)950~1050℃(以～980℃為(wei)宜）；為(wei)了(le)防止焊后的晶(jing)間腐蝕傾(qing)向，也可在(zai)900~1100℃進行(xing)穩(wen)定(ding)化處理，由于(yu)NbC的優先形成可避免鉻碳(tan)化物形成所導致的晶(jing)界鉻貧化。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金的(de)(de)大截(jie)面棒材可(ke)在(zai)(zai)1025~1052℃加熱，保(bao)溫(wen)2~4小時(shi)(shi)后(hou)快冷，此時(shi)(shi)可(ke)獲(huo)(huo)得充分再結晶，同時(shi)(shi)仍有穩定的(de)(de)高鈦、鈮的(de)(de)碳化物沉淀存在(zai)(zai)。為了使此合(he)金獲(huo)(huo)得最高強(qiang)度(du)，固溶處理后(hou)可(ke)再進(jin)行雙時(shi)(shi)效，第一次在(zai)(zai)718~746℃時(shi)(shi)效8小時(shi)(shi)，隨后(hou)以50℃/小時(shi)(shi)的(de)(de)速度(du)冷卻到621℃,再進(jin)行保(bao)溫(wen)8小時(shi)(shi)的(de)(de)第二次時(shi)(shi)效，隨后(hou)空冷。控制適宜的(de)(de)時(shi)(shi)效時(shi)(shi)間，會由于(yu)高鉻(ge)、鉬碳化物的(de)(de)減少(shao)獲(huo)(huo)得良好的(de)(de)耐(nai)點蝕、耐(nai)縫(feng)隙腐蝕和(he)耐(nai)應力腐蝕性能(neng)。

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。