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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(xue)成分和組織特(te)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00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)在(zai)大氣、天然水(shui)、海水(shui)、中(zhong)性(xing)鹽和堿等(deng)弱介(jie)質中(zhong)，基(ji)本(ben)上是無明顯腐(fu)蝕(shi)的(de)。在(zai)更苛刻的(de)介(jie)質中(zhong)，由于鉻的(de)存在(zai)能耐(nai)氧化(hua)性(xing)酸，并(bing)抗(kang)高(gao)(gao)溫(wen)氧化(hua)；由于是鎳基(ji)且鉬含量(liang)高(gao)(gao)，因此(ci)又耐(nai)還原性(xing)酸介(jie)質。對于局部腐(fu)蝕(shi)，高(gao)(gao)鉻、鉬量(liang)使此(ci)合金(jin)耐(nai)點蝕(shi)和縫隙腐(fu)蝕(shi)，高(gao)(gao)鎳、鉻量(liang)使此(ci)合金(jin)耐(nai)應力腐(fu)蝕(shi)；高(gao)(gao)鈮（鈦(tai)）量(liang)使此(ci)合金(jin)不易產生晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)。

 1. 耐全面腐蝕性

  ①. 在(zai)硝(xiao)酸中 在(zai)65%HNO3中和沸騰(teng)溫度下，此合金固溶態腐(fu)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(qing)氟(fu)酸(suan)中用(yong)螢石與(yu)硫酸(suan)反應制取氫(qing)氟(fu)酸(suan)的蒸發器，它的襯里一(yi)般用(yong)0Cr22Ni60Mo9Nb4合金制造。與(yu)此同時，蒸發器之間的管線、配件(jian)等也是采用(yong)此合金。在(zai)HF氣(qi)提塔頂部掛(gua)片結果表明，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的全面腐蝕速率僅為0.075m/a。

  ⑤. 在含磷酸的(de)一些介(jie)質中試(shi)驗指出，在55%H3PO4+0.8%HF 溶液中，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的(de)腐蝕速率(lv)為0.412mm/a。

  ⑥. 在堿中(zhong)(zhong)在實驗室內50%NaOH中(zhong)(zhong)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金的(de)年(nian)腐蝕速率(lv)為0.0125mm/a。經500小時試(shi)驗，未(wei)見有應力腐蝕產生(sheng)。

  ⑦. 在鹽酸中由于此合(he)金(jin)鉬(mu)含量高(gao)(gao)，在室溫鹽酸中有一定的耐(nai)蝕性。但(dan)溫度升高(gao)(gao)，耐(nai)蝕性下降。

 2. 耐(nai)局(ju)部腐蝕(shi)性

  ①. 耐晶間腐(fu)蝕(shi)性(xing)

  由于(yu)其鈮(ni)含量(liang)高，0Cr22Ni60o9Nb4 合(he)金具有非常好(hao)的耐敏(min)化(hua)態晶間腐蝕的性(xing)能(neng)。正是由于(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金的此(ci)種性(xing)能(neng)，因而敏(min)化(hua)處(chu)理或焊后，此(ci)合(he)金不需再進行固溶處(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溶液中，經120銷售(shou)試驗得(de)出的(de)T-T-S(時間(jian)－溫(wen)度(du)－敏(min)（化(hua)(hua)(hua)(hua)）曲線。顯然，軟(ruan)化(hua)(hua)(hua)(hua)退火處理(li)再(zai)經敏(min)化(hua)(hua)(hua)(hua)較固溶處理(li)再(zai)敏(min)化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合(he)金晶間(jian)腐蝕敏(min)感性要低(di)得(de)多，這與軟(ruan)化(hua)(hua)(hua)(hua)退火態經敏(min)化(hua)(hua)(hua)(hua)后合(he)金中大量NbC先于鉻(ge)碳化(hua)(hua)(hua)(hua)物優先析(xi)出，防(fang)止晶界貧鉻(ge)區(qu)的(de)形成(cheng)有關(guan)。

 ②. 耐點(dian)蝕性 

  表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金等在兩 種酸(suan)介質中的(de)耐(nai)(nai)點(dian)蝕性，可以看出(chu)0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在試驗條件下均有優良的(de)耐(nai)(nai)點(dian)蝕性，而(er)0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合金則耐(nai)(nai)點(dian)蝕性不良。

 ③. 縫隙腐(fu)蝕(shi) 

 表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等合金的(de)縫隙腐蝕(shi)試驗結果。顯然，在所試驗的(de)條件下(xia)，625 和625 plus 兩種合金的(de)耐縫隙腐蝕(shi)性能中(zhong)625 plus稍優(you)，但二者均顯著優(you)于718合金。

 ④. 應(ying)力腐蝕 

  模擬(ni)實際(ji)使用環境對0Cr22Ni60Mo9Nb4等合金進行了(le)幾種(zhong)應力腐(fu)蝕試驗，結果見表。表系模擬(ni)深氣井條(tiao)件，在(zai)高壓釜中進行試驗所取(qu)得的(de)結果，在(zai)此條(tiao)件下，表明無論是C型(xing)樣還是U型(xing)樣，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的(de)耐應力腐(fu)蝕性能(neng)都是最佳(jia)。

  表(biao)(biao)(biao)系在5%NaCl+0.5%醋酸＋H2S (按NACE TM-077)15%MgCb溶(rong)液沸騰溫度(du)下進行試驗所(suo)取得的(de)結(jie)(jie)果。表(biao)(biao)(biao)的(de)結(jie)(jie)果表(biao)(biao)(biao)明(ming)，試驗的(de)合金耐(nai)應(ying)力腐蝕性(xing)能均良好，沒有斷(duan)裂產生(sheng)。而(er)表(biao)(biao)(biao)的(de)結(jie)(jie)果表(biao)(biao)(biao)明(ming)，5%MgCl2沸騰條件下 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐(nai)應(ying)力腐出性(xing)能良好，且均優于718合金。

 ⑤. 腐(fu)蝕疲(pi)勞 

   圖(tu)系0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金在室溫海(hai)水中的腐(fu)蝕疲勞(lao)試驗結(jie)果，顯然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合金的腐(fu)蝕疲勞(lao)強度要高于所試驗的 Hastel-loy C和 Incoloy 800 以及通用不(bu)銹鋼304和316。

三、力學性能等(deng)其(qi)他(ta)性能

  1. 力(li)學性能(neng)

   一般使(shi)用溫度(du)≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金(jin)適(shi)用于冷、熱加工并退(tui)火后使(shi)用；使(shi)用溫度(du)高于650℃時，則退(tui)火或(huo)固溶態(tai)均可應用。對于有高溫蠕變或(huo)持久要求時，建(jian)議在固溶態(tai)使(shi)用；而細晶(jing)粒合(he)金(jin)則在≤ 816℃ 使(shi)用以及在對疲勞強度(du)、硬度(du)和(he)瞬時強度(du)又要去的條件下使(shi)用。

  表(biao)(biao)系00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金的(de)(de)(de)(de)(de)力學(xue)性(xing)(xing)能(neng)。從表(biao)(biao)結(jie)果可知(zhi)，此合(he)(he)金經(jing)(jing)(jing)732℃單時(shi)(shi)效(xiao)后(hou)(hou)屈服強(qiang)(qiang)度較低(di)(di)（690~793MPa),而(er)經(jing)(jing)(jing)雙(shuang)(shuang)時(shi)(shi)效(xiao)后(hou)(hou)，可獲(huo)得高(gao)(gao)(gao)達827~956MPa的(de)(de)(de)(de)(de)屈服強(qiang)(qiang)度且仍具有(you)較高(gao)(gao)(gao)塑性(xing)(xing)，雙(shuang)(shuang)時(shi)(shi)效(xiao)時(shi)(shi)，若將第一(yi)次時(shi)(shi)效(xiao)溫(wen)(wen)度從718℃提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)到746℃,則合(he)(he)金的(de)(de)(de)(de)(de)硬(ying)度也會有(you)所(suo)提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)。表(biao)(biao)3-5-109的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)果表(biao)(biao)明，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金經(jing)(jing)(jing)固溶處理再經(jing)(jing)(jing)746℃x8h爐冷＋621℃ × 8小(xiao)時(shi)(shi)空冷雙(shuang)(shuang)時(shi)(shi)效(xiao)處理并(bing)在316℃保持(chi)1000小(xiao)時(shi)(shi)后(hou)(hou)測(ce)定其性(xing)(xing)能(neng)，對此合(he)(he)金的(de)(de)(de)(de)(de)抗(kang)(kang)張性(xing)(xing)能(neng)并(bing)無明顯影響；表(biao)(biao)的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)果系經(jing)(jing)(jing)時(shi)(shi)效(xiao)處理的(de)(de)(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金和經(jing)(jing)(jing)冷加工(gong)變形(xing)量25%的(de)(de)(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金在232℃時(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)抗(kang)(kang)拉性(xing)(xing)能(neng)，可以看出，與(yu)室溫(wen)(wen)性(xing)(xing)能(neng)相比，經(jing)(jing)(jing)冷加工(gong)變形(xing)提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)強(qiang)(qiang)度的(de)(de)(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金其強(qiang)(qiang)度降低(di)(di)明顯，而(er)經(jing)(jing)(jing)時(shi)(shi)效(xiao)處理提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)強(qiang)(qiang)度的(de)(de)(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金的(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度則降低(di)(di)較少，表(biao)(biao)系0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)力學(xue)性(xing)(xing)能(neng)。

  2. 物理性能

  表列出(chu)了 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的物理性能 

  3.  焊(han)接性能

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金焊接(jie)性能良好(hao)。可采用通用的焊接(jie)方法，例如 GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和SAW以(yi)及SMAW(MMA)等，而不會遇到特殊困(kun)難。

  4. 冷熱加工及(ji)成型性能

  由(you)于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)(jin)較(jiao)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)變(bian)形(xing)抗(kang)力，因(yin)此需要(yao)較(jiao)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)加熱溫(wen)度(du)，一般約為1170℃。大量變(bian)形(xing)以在(zai)(zai)1170~1010℃為宜；微量變(bian)形(xing)可(ke)在(zai)(zai)930℃以上進行(xing)。此合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)冷加工和冷成型(xing)性亦(yi)佳(jia)；與(yu)(yu)其他高(gao)(gao)鎳、鉻(ge)、鉬合(he)金(jin)(jin)性能相(xiang)近。圖系合(he)金(jin)(jin)冷變(bian)形(xing)量與(yu)(yu)硬(ying)度(du)的(de)(de)(de)關系并與(yu)(yu)其他材料進行(xing)比(bi)較(jiao)的(de)(de)(de)結果。由(you)圖可(ke)知，由(you)于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)(jin)冷作硬(ying)化傾向較(jiao)大，故(gu)進行(xing)冷加工和冷成型(xing)時要(yao)及時進行(xing)中間軟化退火處理。

  5. 熱處(chu)理

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)(jin)用(yong)于高溫高強度用(yong)途，系在約1120℃進行(xing)固溶處(chu)理（合(he)金(jin)(jin)中含碳量～0.05%).用(yong)于耐濕態腐蝕(shi)用(yong)途（低碳量～0.03%)多(duo)采用(yong)軟化(hua)退(tui)火處(chu)理，溫度為(wei)950~1050℃(以～980℃為(wei)宜）；為(wei)了防止焊后的(de)晶(jing)間腐蝕(shi)傾向，也可在900~1100℃進行(xing)穩定化(hua)處(chu)理，由于NbC的(de)優先形(xing)成可避免鉻碳化(hua)物形(xing)成所導致的(de)晶(jing)界鉻貧化(hua)。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的(de)(de)(de)大截面棒材可(ke)在(zai)1025~1052℃加(jia)熱，保溫2~4小時(shi)(shi)(shi)(shi)后(hou)(hou)快(kuai)冷(leng)，此時(shi)(shi)(shi)(shi)可(ke)獲(huo)得充分再結晶(jing)，同時(shi)(shi)(shi)(shi)仍有穩(wen)定(ding)的(de)(de)(de)高(gao)鈦、鈮的(de)(de)(de)碳化物沉淀存在(zai)。為了使(shi)此合金獲(huo)得最高(gao)強度(du)(du)，固溶處理(li)后(hou)(hou)可(ke)再進(jin)行雙時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)，第(di)一次在(zai)718~746℃時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)8小時(shi)(shi)(shi)(shi)，隨后(hou)(hou)以50℃/小時(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)速度(du)(du)冷(leng)卻(que)到621℃,再進(jin)行保溫8小時(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)第(di)二次時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)，隨后(hou)(hou)空冷(leng)。控制適宜的(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)，會(hui)由(you)于高(gao)鉻、鉬碳化物的(de)(de)(de)減少獲(huo)得良(liang)好(hao)的(de)(de)(de)耐點(dian)蝕、耐縫(feng)隙腐(fu)蝕和耐應力腐(fu)蝕性(xing)能(neng)。

四、應用(yong)

 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。