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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、 耐(nai)腐蝕(shi)性(xing)能

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)在大氣、天(tian)然水(shui)、海水(shui)、中性(xing)鹽(yan)和(he)堿等弱介(jie)質中，基本上(shang)是無(wu)明顯腐蝕的(de)。在更苛刻的(de)介(jie)質中，由(you)于鉻的(de)存在能耐(nai)氧化性(xing)酸，并抗高溫氧化；由(you)于是鎳(nie)基且鉬含量高，因此(ci)又耐(nai)還(huan)原性(xing)酸介(jie)質。對于局部腐蝕，高鉻、鉬量使(shi)此(ci)合(he)金(jin)耐(nai)點蝕和(he)縫隙(xi)腐蝕，高鎳(nie)、鉻量使(shi)此(ci)合(he)金(jin)耐(nai)應力腐蝕；高鈮（鈦）量使(shi)此(ci)合(he)金(jin)不易(yi)產(chan)生晶間腐蝕。

 1. 耐全面腐蝕(shi)性

  ①. 在硝酸(suan)中 在65%HNO3中和沸(fei)騰溫(wen)度(du)下(xia)，此(ci)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(zai)氫氟酸(suan)中用(yong)螢石與(yu)硫酸(suan)反(fan)應制取(qu)氫氟酸(suan)的蒸(zheng)發(fa)器，它的襯里一般用(yong)0Cr22Ni60Mo9Nb4合金制造。與(yu)此同時，蒸(zheng)發(fa)器之間的管線、配(pei)件等也是采(cai)用(yong)此合金。在(zai)HF氣提塔頂(ding)部掛片結果表明，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的全(quan)面腐蝕速率僅(jin)為0.075m/a。

  ⑤. 在含磷(lin)酸的一些介質中試驗指(zhi)出，在55%H3PO4+0.8%HF 溶(rong)液中，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金的腐蝕速率為0.412mm/a。

  ⑥. 在堿中(zhong)在實(shi)驗室(shi)內50%NaOH中(zhong)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的年腐蝕(shi)速率為0.0125mm/a。經500小(xiao)時試驗，未見有(you)應力腐蝕(shi)產(chan)生。

  ⑦. 在(zai)鹽(yan)酸中(zhong)由于此合金鉬含量高(gao)，在(zai)室溫鹽(yan)酸中(zhong)有一定(ding)的耐蝕(shi)性。但溫度(du)升高(gao)，耐蝕(shi)性下降(jiang)。

 2. 耐局(ju)部(bu)腐蝕性

  ①. 耐晶(jing)間(jian)腐蝕性(xing)

  由于其(qi)鈮含量高，0Cr22Ni60o9Nb4 合金具有非常(chang)好的耐(nai)敏(min)化態晶間腐蝕的性能。正是(shi)由于0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的此(ci)種(zhong)性能，因而(er)敏(min)化處理或(huo)焊后，此(ci)合金不需再進行固溶處理。

  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(shou)試驗得出的T-T-S(時間－溫度－敏(min)（化(hua)）曲(qu)線。顯然(ran)，軟化(hua)退火處理再(zai)經(jing)敏(min)化(hua)較固溶處理再(zai)敏(min)化(hua)的00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合金晶間腐蝕敏(min)感(gan)性要低得多，這與軟化(hua)退火態經(jing)敏(min)化(hua)后(hou)合金中大量NbC先(xian)于鉻碳化(hua)物優(you)先(xian)析出，防止晶界貧(pin)鉻區(qu)的形成有關。

 ②. 耐(nai)點蝕性 

  表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金等在(zai)兩 種酸介質中(zhong)的耐(nai)點蝕性(xing)，可(ke)以看出0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在(zai)試驗條件下均有優良的耐(nai)點蝕性(xing)，而(er)0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合(he)金則耐(nai)點蝕性(xing)不良。

 ③. 縫隙腐蝕 

 表(biao)系0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等(deng)合(he)金(jin)的縫(feng)(feng)隙腐(fu)蝕(shi)(shi)試驗結果。顯然(ran)，在所試驗的條(tiao)件下，625 和(he)625 plus 兩(liang)種合(he)金(jin)的耐縫(feng)(feng)隙腐(fu)蝕(shi)(shi)性能中625 plus稍優，但二者均(jun)顯著(zhu)優于718合(he)金(jin)。

 ④. 應力腐(fu)蝕 

  模擬實際(ji)使用環境(jing)對0Cr22Ni60Mo9Nb4等合金進行了幾種應力(li)腐(fu)(fu)蝕試驗(yan)，結果(guo)見(jian)表。表系模擬深氣(qi)井條件(jian)，在高壓釜(fu)中進行試驗(yan)所取得的(de)結果(guo)，在此條件(jian)下，表明無論是C型樣還是U型樣，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的(de)耐(nai)應力(li)腐(fu)(fu)蝕性能(neng)都是最佳。

  表系在5%NaCl+0.5%醋酸＋H2S (按NACE TM-077)15%MgCb溶(rong)液沸(fei)騰溫度下進(jin)行(xing)試驗(yan)(yan)所(suo)取得(de)的(de)結果。表的(de)結果表明，試驗(yan)(yan)的(de)合金(jin)耐(nai)應(ying)(ying)力腐(fu)蝕性(xing)能(neng)均(jun)良好(hao)，沒有斷(duan)裂產(chan)生。而(er)表的(de)結果表明，5%MgCl2沸(fei)騰條件下 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐(nai)應(ying)(ying)力腐(fu)出(chu)性(xing)能(neng)良好(hao)，且均(jun)優于(yu)718合金(jin)。

 ⑤. 腐蝕疲勞 

   圖系(xi)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金在室(shi)溫海(hai)水中的腐(fu)蝕疲(pi)勞試(shi)驗(yan)結果，顯然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合金的腐(fu)蝕疲(pi)勞強度要(yao)高(gao)于(yu)所試(shi)驗(yan)的 Hastel-loy C和(he) Incoloy 800 以(yi)及通用不銹鋼304和(he)316。

三(san)、力學性(xing)能等其他性(xing)能

  1. 力學性能

   一般使(shi)用(yong)溫度(du)≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金適(shi)用(yong)于冷、熱加工并退(tui)火(huo)后(hou)使(shi)用(yong)；使(shi)用(yong)溫度(du)高(gao)于650℃時(shi)，則(ze)退(tui)火(huo)或固(gu)溶(rong)態(tai)均(jun)可(ke)應(ying)用(yong)。對于有高(gao)溫蠕變或持久(jiu)要求時(shi)，建議在固(gu)溶(rong)態(tai)使(shi)用(yong)；而細(xi)晶粒合(he)金則(ze)在≤ 816℃ 使(shi)用(yong)以及(ji)在對疲勞強度(du)、硬度(du)和瞬時(shi)強度(du)又要去的(de)條(tiao)件(jian)下使(shi)用(yong)。

  表系00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)的(de)(de)(de)力學(xue)(xue)性(xing)能(neng)。從表結果(guo)可知，此合(he)金(jin)經(jing)(jing)732℃單(dan)時(shi)(shi)效后屈服強(qiang)度(du)(du)(du)較低(di)（690~793MPa),而經(jing)(jing)雙時(shi)(shi)效后，可獲(huo)得(de)高達827~956MPa的(de)(de)(de)屈服強(qiang)度(du)(du)(du)且(qie)仍具(ju)有較高塑性(xing)，雙時(shi)(shi)效時(shi)(shi)，若將第一次時(shi)(shi)效溫度(du)(du)(du)從718℃提(ti)高到746℃,則合(he)金(jin)的(de)(de)(de)硬度(du)(du)(du)也會(hui)有所提(ti)高。表3-5-109的(de)(de)(de)結果(guo)表明(ming)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)經(jing)(jing)固溶處理(li)(li)再(zai)經(jing)(jing)746℃x8h爐冷＋621℃ × 8小時(shi)(shi)空冷雙時(shi)(shi)效處理(li)(li)并在316℃保持1000小時(shi)(shi)后測(ce)定其性(xing)能(neng)，對此合(he)金(jin)的(de)(de)(de)抗張性(xing)能(neng)并無(wu)明(ming)顯影響；表的(de)(de)(de)結果(guo)系經(jing)(jing)時(shi)(shi)效處理(li)(li)的(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)和經(jing)(jing)冷加(jia)工變形(xing)量25%的(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)在232℃時(shi)(shi)的(de)(de)(de)抗拉性(xing)能(neng)，可以看(kan)出，與(yu)室(shi)溫性(xing)能(neng)相比，經(jing)(jing)冷加(jia)工變形(xing)提(ti)高強(qiang)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)其強(qiang)度(du)(du)(du)降低(di)明(ming)顯，而經(jing)(jing)時(shi)(shi)效處理(li)(li)提(ti)高強(qiang)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)的(de)(de)(de)強(qiang)度(du)(du)(du)則降低(di)較少，表系0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)的(de)(de)(de)高溫力學(xue)(xue)性(xing)能(neng)。

  2. 物理性能

  表列出了 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的物(wu)理性能(neng) 

  3.  焊(han)接性能

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金焊接性能(neng)良好(hao)。可采(cai)用通(tong)用的焊接方法(fa)，例(li)如 GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和(he)SAW以(yi)及SMAW(MMA)等，而(er)不會遇到特殊困難(nan)。

  4. 冷熱加工及成型(xing)性能

  由(you)(you)于0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)(jin)(jin)較(jiao)高的(de)(de)高溫變形(xing)抗(kang)力，因此需要較(jiao)高的(de)(de)加(jia)熱溫度(du)，一(yi)般約為1170℃。大量(liang)變形(xing)以(yi)在(zai)1170~1010℃為宜；微量(liang)變形(xing)可(ke)在(zai)930℃以(yi)上進(jin)行(xing)。此合金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)冷(leng)加(jia)工和(he)冷(leng)成型(xing)性(xing)亦佳；與其(qi)(qi)他(ta)(ta)高鎳、鉻、鉬合金(jin)(jin)(jin)性(xing)能(neng)相近。圖系(xi)合金(jin)(jin)(jin)冷(leng)變形(xing)量(liang)與硬(ying)度(du)的(de)(de)關系(xi)并與其(qi)(qi)他(ta)(ta)材料進(jin)行(xing)比較(jiao)的(de)(de)結果。由(you)(you)圖可(ke)知(zhi)，由(you)(you)于0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)(jin)(jin)冷(leng)作硬(ying)化傾向較(jiao)大，故進(jin)行(xing)冷(leng)加(jia)工和(he)冷(leng)成型(xing)時(shi)要及時(shi)進(jin)行(xing)中間軟化退火處理。

  5. 熱處理

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)用于高溫高強度用途，系在(zai)約1120℃進行固溶處(chu)理(li)（合金(jin)中含碳(tan)量～0.05%).用于耐(nai)濕態腐蝕用途（低碳(tan)量～0.03%)多采用軟化(hua)退火處(chu)理(li)，溫度為(wei)(wei)950~1050℃(以(yi)～980℃為(wei)(wei)宜）；為(wei)(wei)了防止(zhi)焊后的晶間腐蝕傾向(xiang)，也(ye)可在(zai)900~1100℃進行穩定化(hua)處(chu)理(li)，由于NbC的優(you)先形成可避免鉻碳(tan)化(hua)物形成所導致(zhi)的晶界鉻貧化(hua)。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)(jin)的(de)(de)大(da)截面棒材(cai)可在1025~1052℃加熱，保溫2~4小(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)后(hou)快冷，此時(shi)可獲得充(chong)分再結(jie)晶，同時(shi)仍有(you)穩定的(de)(de)高(gao)鈦、鈮的(de)(de)碳(tan)化物沉(chen)淀存在。為(wei)了使此合金(jin)(jin)獲得最高(gao)強度(du)，固溶處理后(hou)可再進(jin)行雙時(shi)效，第一次在718~746℃時(shi)效8小(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)，隨(sui)后(hou)以50℃/小(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)的(de)(de)速度(du)冷卻到621℃,再進(jin)行保溫8小(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)的(de)(de)第二次時(shi)效，隨(sui)后(hou)空冷。控制適宜的(de)(de)時(shi)效時(shi)間(jian)，會(hui)由于(yu)高(gao)鉻、鉬碳(tan)化物的(de)(de)減(jian)少獲得良好的(de)(de)耐(nai)(nai)點(dian)蝕(shi)、耐(nai)(nai)縫隙腐蝕(shi)和耐(nai)(nai)應力腐蝕(shi)性能。

四、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。