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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、化學(xue)成分和(he)組(zu)織特點(dian)

 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(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)在(zai)大氣、天然水、海水、中性鹽和(he)堿等弱介質(zhi)中，基本(ben)上(shang)是(shi)(shi)無明顯(xian)腐(fu)蝕的(de)。在(zai)更(geng)苛刻的(de)介質(zhi)中，由于(yu)鉻的(de)存(cun)在(zai)能耐(nai)氧化性酸(suan)，并抗(kang)高(gao)溫氧化；由于(yu)是(shi)(shi)鎳(nie)基且鉬(mu)(mu)含量(liang)(liang)高(gao)，因此(ci)(ci)(ci)又耐(nai)還原性酸(suan)介質(zhi)。對于(yu)局部腐(fu)蝕，高(gao)鉻、鉬(mu)(mu)量(liang)(liang)使此(ci)(ci)(ci)合金(jin)耐(nai)點蝕和(he)縫隙腐(fu)蝕，高(gao)鎳(nie)、鉻量(liang)(liang)使此(ci)(ci)(ci)合金(jin)耐(nai)應力(li)腐(fu)蝕；高(gao)鈮（鈦）量(liang)(liang)使此(ci)(ci)(ci)合金(jin)不(bu)易產(chan)生(sheng)晶間(jian)腐(fu)蝕。

 1. 耐(nai)全面腐(fu)蝕(shi)性

  ①. 在(zai)硝酸(suan)中(zhong) 在(zai)65%HNO3中(zhong)和沸騰溫(wen)度下(xia)，此合金(jin)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)(zai)氫(qing)氟酸(suan)中用螢石與(yu)硫酸(suan)反(fan)應制取氫(qing)氟酸(suan)的(de)蒸發器(qi)，它的(de)襯里一(yi)般用0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)制造。與(yu)此同時，蒸發器(qi)之間的(de)管線、配件等也是(shi)采用此合(he)金(jin)。在(zai)(zai)HF氣提塔頂部掛片結果表(biao)明，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金(jin)的(de)全面腐(fu)蝕速率(lv)僅(jin)為0.075m/a。

  ⑤. 在含磷(lin)酸的一些介質(zhi)中(zhong)(zhong)試驗指(zhi)出(chu)，在55%H3PO4+0.8%HF 溶液中(zhong)(zhong)，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的腐蝕速率為(wei)0.412mm/a。

  ⑥. 在堿中在實驗(yan)室內50%NaOH中0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的年腐(fu)蝕速(su)率為0.0125mm/a。經500小(xiao)時試驗(yan)，未見有應力(li)腐(fu)蝕產生。

  ⑦. 在鹽酸(suan)中(zhong)由于此合金鉬含量(liang)高(gao)，在室溫(wen)鹽酸(suan)中(zhong)有一定的耐蝕性(xing)。但溫(wen)度升高(gao)，耐蝕性(xing)下降。

 2. 耐局部腐(fu)蝕(shi)性(xing)

  ①. 耐晶(jing)間(jian)腐蝕性

  由(you)于其鈮含量高，0Cr22Ni60o9Nb4 合(he)金(jin)(jin)具有非常好(hao)的耐敏化(hua)態晶間腐蝕的性能。正是由(you)于0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金(jin)(jin)的此種(zhong)性能，因而敏化(hua)處理或焊后，此合(he)金(jin)(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(gen)據在ASTM G28A溶(rong)液中，經(jing)120銷售試驗得出(chu)(chu)的(de)(de)T-T-S(時間－溫度－敏（化(hua)(hua)）曲線(xian)。顯(xian)然，軟(ruan)化(hua)(hua)退(tui)火處理(li)再經(jing)敏化(hua)(hua)較(jiao)固溶(rong)處理(li)再敏化(hua)(hua)的(de)(de)00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合金(jin)晶間腐蝕敏感(gan)性(xing)要低得多(duo)，這與軟(ruan)化(hua)(hua)退(tui)火態(tai)經(jing)敏化(hua)(hua)后合金(jin)中大量NbC先于鉻碳化(hua)(hua)物優先析出(chu)(chu)，防止(zhi)晶界貧鉻區的(de)(de)形(xing)成有(you)關(guan)。

 ②. 耐點蝕性 

  表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金等在兩 種酸介(jie)質中的耐點蝕性，可以看出(chu)0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在試驗條件下均有優(you)良的耐點蝕性，而0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合金則耐點蝕性不良。

 ③. 縫隙腐蝕 

 表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等合金的(de)(de)縫隙腐蝕試驗結(jie)果(guo)。顯然，在(zai)所試驗的(de)(de)條件下(xia)，625 和625 plus 兩種合金的(de)(de)耐(nai)縫隙腐蝕性能中625 plus稍(shao)優(you)，但二者均顯著優(you)于(yu)718合金。

 ④. 應力腐蝕 

  模(mo)擬(ni)實際使用(yong)環境(jing)對0Cr22Ni60Mo9Nb4等合金進(jin)行了幾種應力腐蝕試驗，結(jie)果見表(biao)。表(biao)系模(mo)擬(ni)深氣井條(tiao)件，在高壓(ya)釜中(zhong)進(jin)行試驗所取得的結(jie)果，在此條(tiao)件下，表(biao)明無論是C型(xing)樣(yang)還是U型(xing)樣(yang)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的耐(nai)應力腐蝕性能都是最(zui)佳(jia)。

  表系在5%NaCl+0.5%醋酸＋H2S (按NACE TM-077)15%MgCb溶液沸騰溫(wen)度下進行試驗所取得的結果。表的結果表明，試驗的合(he)金耐(nai)應力腐(fu)(fu)蝕性能均(jun)良(liang)好，沒(mei)有斷裂產生。而(er)表的結果表明，5%MgCl2沸騰條(tiao)件下 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和(he) 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐(nai)應力腐(fu)(fu)出性能良(liang)好，且均(jun)優于718合(he)金。

 ⑤. 腐蝕疲(pi)勞 

   圖系0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金(jin)在室(shi)溫海(hai)水(shui)中(zhong)的腐蝕(shi)疲(pi)勞試驗結果，顯然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)的腐蝕(shi)疲(pi)勞強度要高于所試驗的 Hastel-loy C和 Incoloy 800 以及(ji)通用不銹鋼(gang)304和316。

三(san)、力學(xue)性能等(deng)其他性能

  1. 力學性能(neng)

   一般使用(yong)(yong)溫(wen)度≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)適用(yong)(yong)于冷、熱加工并退火后使用(yong)(yong)；使用(yong)(yong)溫(wen)度高于650℃時，則退火或(huo)固溶態均可應用(yong)(yong)。對(dui)于有(you)高溫(wen)蠕變或(huo)持久(jiu)要求時，建議(yi)在固溶態使用(yong)(yong)；而細晶粒合金(jin)則在≤ 816℃ 使用(yong)(yong)以及在對(dui)疲(pi)勞強度、硬(ying)度和瞬時強度又要去的條件下使用(yong)(yong)。

  表(biao)(biao)系00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金的(de)力學性(xing)能(neng)。從(cong)表(biao)(biao)結(jie)果可知(zhi)，此合(he)(he)金經(jing)(jing)(jing)732℃單時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)后(hou)屈服強(qiang)(qiang)(qiang)度較(jiao)低(di)（690~793MPa),而經(jing)(jing)(jing)雙時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)后(hou)，可獲得高(gao)(gao)達(da)827~956MPa的(de)屈服強(qiang)(qiang)(qiang)度且仍具有(you)較(jiao)高(gao)(gao)塑性(xing)，雙時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)，若(ruo)將(jiang)第(di)一次時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)溫(wen)度從(cong)718℃提高(gao)(gao)到746℃,則合(he)(he)金的(de)硬(ying)度也會有(you)所提高(gao)(gao)。表(biao)(biao)3-5-109的(de)結(jie)果表(biao)(biao)明(ming)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金經(jing)(jing)(jing)固溶(rong)處理再經(jing)(jing)(jing)746℃x8h爐冷(leng)＋621℃ × 8小時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)空冷(leng)雙時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)處理并(bing)在316℃保持(chi)1000小時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)后(hou)測(ce)定其性(xing)能(neng)，對(dui)此合(he)(he)金的(de)抗張性(xing)能(neng)并(bing)無明(ming)顯影響；表(biao)(biao)的(de)結(jie)果系經(jing)(jing)(jing)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)處理的(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金和(he)經(jing)(jing)(jing)冷(leng)加(jia)工(gong)變形量(liang)25%的(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金在232℃時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)抗拉性(xing)能(neng)，可以看出，與室溫(wen)性(xing)能(neng)相(xiang)比，經(jing)(jing)(jing)冷(leng)加(jia)工(gong)變形提高(gao)(gao)強(qiang)(qiang)(qiang)度的(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金其強(qiang)(qiang)(qiang)度降低(di)明(ming)顯，而經(jing)(jing)(jing)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)處理提高(gao)(gao)強(qiang)(qiang)(qiang)度的(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金的(de)強(qiang)(qiang)(qiang)度則降低(di)較(jiao)少(shao)，表(biao)(biao)系0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金的(de)高(gao)(gao)溫(wen)力學性(xing)能(neng)。

  2. 物理性能

  表列出了 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的物理性能 

  3.  焊(han)接性能(neng)

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金焊(han)接性能(neng)良(liang)好(hao)。可(ke)采用(yong)通用(yong)的(de)焊(han)接方(fang)法，例如 GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和SAW以(yi)及(ji)SMAW(MMA)等，而(er)不會(hui)遇(yu)到(dao)特殊困難。

  4. 冷熱(re)加(jia)工及成(cheng)型性(xing)能(neng)

  由于(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4合金較(jiao)高(gao)的(de)(de)高(gao)溫(wen)變形(xing)抗力，因此需要(yao)較(jiao)高(gao)的(de)(de)加(jia)熱溫(wen)度(du)，一般約為1170℃。大量(liang)變形(xing)以在1170~1010℃為宜；微量(liang)變形(xing)可(ke)在930℃以上進行。此合金的(de)(de)冷(leng)(leng)加(jia)工和冷(leng)(leng)成型(xing)性亦佳；與(yu)(yu)其他高(gao)鎳、鉻、鉬合金性能相近。圖系(xi)合金冷(leng)(leng)變形(xing)量(liang)與(yu)(yu)硬度(du)的(de)(de)關系(xi)并(bing)與(yu)(yu)其他材(cai)料進行比較(jiao)的(de)(de)結果(guo)。由圖可(ke)知，由于(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4合金冷(leng)(leng)作硬化傾向(xiang)較(jiao)大，故進行冷(leng)(leng)加(jia)工和冷(leng)(leng)成型(xing)時(shi)要(yao)及時(shi)進行中間軟化退火處理。

  5. 熱處理

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)用于高(gao)溫(wen)高(gao)強度用途，系在約1120℃進行固溶處(chu)理(li)（合(he)金(jin)中含碳(tan)量(liang)～0.05%).用于耐濕態(tai)腐蝕(shi)用途（低碳(tan)量(liang)～0.03%)多采用軟化(hua)退火處(chu)理(li)，溫(wen)度為950~1050℃(以～980℃為宜(yi)）；為了防(fang)止焊(han)后的(de)晶間腐蝕(shi)傾向(xiang)，也可(ke)在900~1100℃進行穩定(ding)化(hua)處(chu)理(li)，由于NbC的(de)優先(xian)形成可(ke)避免鉻(ge)碳(tan)化(hua)物形成所導致(zhi)的(de)晶界(jie)鉻(ge)貧化(hua)。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的(de)(de)大截(jie)面棒材(cai)可(ke)在(zai)1025~1052℃加熱(re)，保(bao)溫(wen)2~4小(xiao)時(shi)后快冷，此時(shi)可(ke)獲(huo)(huo)得充分再結(jie)晶(jing)，同時(shi)仍有穩定(ding)的(de)(de)高鈦、鈮的(de)(de)碳化物沉淀(dian)存在(zai)。為了使此合金獲(huo)(huo)得最高強(qiang)度(du)，固溶(rong)處理(li)后可(ke)再進行(xing)雙(shuang)時(shi)效(xiao)(xiao)，第一(yi)次(ci)在(zai)718~746℃時(shi)效(xiao)(xiao)8小(xiao)時(shi)，隨后以50℃/小(xiao)時(shi)的(de)(de)速(su)度(du)冷卻(que)到621℃,再進行(xing)保(bao)溫(wen)8小(xiao)時(shi)的(de)(de)第二次(ci)時(shi)效(xiao)(xiao)，隨后空冷。控(kong)制適(shi)宜的(de)(de)時(shi)效(xiao)(xiao)時(shi)間，會(hui)由于高鉻、鉬碳化物的(de)(de)減少獲(huo)(huo)得良好的(de)(de)耐點蝕、耐縫隙腐蝕和耐應力腐蝕性(xing)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。