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00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti (Inconel 625plus)

 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、化學成分(fen)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(er)、 耐腐蝕性能

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和(he)(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)(jin)在大(da)氣、天然水(shui)、海水(shui)、中性鹽和(he)(he)堿等弱介(jie)質(zhi)(zhi)中，基本上是無明顯腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)。在更苛(ke)刻的(de)(de)介(jie)質(zhi)(zhi)中，由(you)于鉻的(de)(de)存在能(neng)耐(nai)(nai)氧(yang)(yang)化性酸，并抗高溫(wen)氧(yang)(yang)化；由(you)于是鎳(nie)基且鉬含量高，因此(ci)又耐(nai)(nai)還原(yuan)性酸介(jie)質(zhi)(zhi)。對于局部(bu)腐(fu)蝕(shi)，高鉻、鉬量使(shi)此(ci)合(he)金(jin)(jin)耐(nai)(nai)點蝕(shi)和(he)(he)縫隙(xi)腐(fu)蝕(shi)，高鎳(nie)、鉻量使(shi)此(ci)合(he)金(jin)(jin)耐(nai)(nai)應力(li)腐(fu)蝕(shi)；高鈮（鈦）量使(shi)此(ci)合(he)金(jin)(jin)不(bu)易產生晶間腐(fu)蝕(shi)。

 1. 耐全(quan)面腐蝕性

  ①. 在硝酸中 在65%HNO3中和沸騰溫度下(xia)，此(ci)合金固溶態(tai)腐蝕(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(qing)氟酸中用(yong)螢石與(yu)硫(liu)酸反應制取氫(qing)氟酸的(de)蒸發器，它的(de)襯里一(yi)般(ban)用(yong)0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)制造。與(yu)此(ci)同(tong)時，蒸發器之(zhi)間的(de)管線(xian)、配件等也是采(cai)用(yong)此(ci)合金(jin)。在HF氣提塔頂(ding)部掛片結(jie)果表明，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的(de)全面腐蝕速率僅(jin)為(wei)0.075m/a。

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

  ⑥. 在(zai)堿中在(zai)實驗室內50%NaOH中0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的年(nian)腐蝕速率(lv)為0.0125mm/a。經500小時試驗，未見(jian)有(you)應(ying)力腐蝕產生。

  ⑦. 在鹽(yan)酸(suan)中由于此合金鉬(mu)含(han)量高，在室(shi)溫(wen)鹽(yan)酸(suan)中有一定的耐蝕(shi)性(xing)。但(dan)溫(wen)度升高，耐蝕(shi)性(xing)下降。

 2. 耐局部腐蝕性

  ①. 耐晶間(jian)腐蝕性

  由(you)于(yu)(yu)其(qi)鈮含(han)量高(gao)，0Cr22Ni60o9Nb4 合金具有非常好的耐敏(min)(min)化態晶間腐蝕的性(xing)能。正是(shi)由(you)于(yu)(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的此種性(xing)能，因而敏(min)(min)化處(chu)理(li)或(huo)焊后，此合金不需再進行固溶處(chu)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溶液中(zhong)，經120銷售試驗(yan)得出的T-T-S(時間－溫度－敏（化(hua)(hua)）曲(qu)線。顯然(ran)，軟(ruan)化(hua)(hua)退火(huo)(huo)處(chu)理再經敏化(hua)(hua)較固溶處(chu)理再敏化(hua)(hua)的00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合金晶(jing)間腐蝕敏感性(xing)要低得多，這與軟(ruan)化(hua)(hua)退火(huo)(huo)態(tai)經敏化(hua)(hua)后合金中(zhong)大量NbC先于鉻(ge)碳化(hua)(hua)物優先析出，防止(zhi)晶(jing)界貧鉻(ge)區的形成(cheng)有關。

 ②. 耐(nai)點蝕性 

  表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金等在兩 種酸(suan)介(jie)質(zhi)中的(de)耐點蝕性，可以(yi)看出0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在試驗條件下均有優良的(de)耐點蝕性，而(er)0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合(he)金則耐點蝕性不良。

 ③. 縫隙腐蝕(shi) 

 表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等(deng)合(he)金的(de)縫(feng)隙腐蝕(shi)試(shi)驗結果。顯然，在所試(shi)驗的(de)條件下，625 和625 plus 兩種合(he)金的(de)耐(nai)縫(feng)隙腐蝕(shi)性能中625 plus稍優(you)，但二(er)者均(jun)顯著優(you)于718合(he)金。

 ④. 應力腐蝕 

  模擬實際使用環境對0Cr22Ni60Mo9Nb4等合(he)金進行了幾種應力腐蝕(shi)試驗(yan)，結果見表。表系模擬深(shen)氣井條件，在(zai)高壓釜(fu)中進行試驗(yan)所取得(de)的結果，在(zai)此條件下，表明無論(lun)是(shi)C型樣(yang)還是(shi)U型樣(yang)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金的耐應力腐蝕(shi)性能都是(shi)最佳。

  表(biao)(biao)系在5%NaCl+0.5%醋酸＋H2S (按NACE TM-077)15%MgCb溶液(ye)沸騰溫度下(xia)進行試(shi)(shi)驗(yan)所取得的(de)(de)結果(guo)(guo)。表(biao)(biao)的(de)(de)結果(guo)(guo)表(biao)(biao)明，試(shi)(shi)驗(yan)的(de)(de)合金(jin)耐(nai)應力(li)(li)腐(fu)蝕性能均良好，沒有斷(duan)裂(lie)產生。而表(biao)(biao)的(de)(de)結果(guo)(guo)表(biao)(biao)明，5%MgCl2沸騰條件(jian)下(xia) 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐(nai)應力(li)(li)腐(fu)出性能良好，且均優于(yu)718合金(jin)。

 ⑤. 腐蝕疲(pi)勞 

   圖(tu)系0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金在室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(gao)于(yu)所(suo)試(shi)(shi)驗(yan)的 Hastel-loy C和(he) Incoloy 800 以及通用不(bu)銹鋼304和(he)316。

三、力學性能等其(qi)他性能

  1. 力學性能

   一般使用(yong)溫(wen)(wen)度(du)(du)≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金適用(yong)于(yu)冷、熱加工(gong)并退火(huo)(huo)后使用(yong)；使用(yong)溫(wen)(wen)度(du)(du)高于(yu)650℃時，則退火(huo)(huo)或(huo)固溶態均可應用(yong)。對(dui)于(yu)有(you)高溫(wen)(wen)蠕變(bian)或(huo)持久要求時，建議(yi)在固溶態使用(yong)；而細晶粒合金則在≤ 816℃ 使用(yong)以及在對(dui)疲勞強度(du)(du)、硬度(du)(du)和瞬(shun)時強度(du)(du)又要去的條(tiao)件下使用(yong)。

  表(biao)系00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)力學性(xing)(xing)(xing)能。從表(biao)結(jie)果可知，此合(he)(he)金(jin)(jin)經(jing)732℃單時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)后(hou)屈服強(qiang)(qiang)度(du)(du)較(jiao)低（690~793MPa),而經(jing)雙時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)后(hou)，可獲得高(gao)(gao)達(da)827~956MPa的(de)(de)(de)(de)屈服強(qiang)(qiang)度(du)(du)且(qie)仍(reng)具有(you)較(jiao)高(gao)(gao)塑(su)性(xing)(xing)(xing)，雙時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)，若將第一次時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)溫度(du)(du)從718℃提高(gao)(gao)到746℃,則合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)硬度(du)(du)也會有(you)所提高(gao)(gao)。表(biao)3-5-109的(de)(de)(de)(de)結(jie)果表(biao)明(ming)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)經(jing)固溶(rong)處理(li)(li)(li)再經(jing)746℃x8h爐冷＋621℃ × 8小(xiao)時(shi)(shi)(shi)空冷雙時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)處理(li)(li)(li)并在316℃保(bao)持1000小(xiao)時(shi)(shi)(shi)后(hou)測定其性(xing)(xing)(xing)能，對此合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)抗(kang)張性(xing)(xing)(xing)能并無明(ming)顯影響；表(biao)的(de)(de)(de)(de)結(jie)果系經(jing)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)處理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)和經(jing)冷加工變形量(liang)25%的(de)(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)(jin)在232℃時(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)抗(kang)拉性(xing)(xing)(xing)能，可以看出，與室溫性(xing)(xing)(xing)能相(xiang)比，經(jing)冷加工變形提高(gao)(gao)強(qiang)(qiang)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)(jin)其強(qiang)(qiang)度(du)(du)降低明(ming)顯，而經(jing)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)處理(li)(li)(li)提高(gao)(gao)強(qiang)(qiang)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度(du)(du)則降低較(jiao)少，表(biao)系0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫力學性(xing)(xing)(xing)能。

  2. 物理性能

  表(biao)列出了 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的(de)物理性能 

  3.  焊接性能(neng)

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)焊接性能良(liang)好。可(ke)采(cai)用通用的(de)焊接方法，例如 GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和(he)SAW以及SMAW(MMA)等，而不會遇到特(te)殊困難。

  4. 冷熱加工及成型性能

  由(you)于(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4合金較高的(de)高溫變(bian)(bian)形(xing)抗力(li)，因(yin)此需要較高的(de)加(jia)(jia)(jia)熱(re)溫度(du)(du)，一般約為1170℃。大量(liang)變(bian)(bian)形(xing)以在1170~1010℃為宜(yi)；微量(liang)變(bian)(bian)形(xing)可在930℃以上進(jin)行。此合金的(de)冷加(jia)(jia)(jia)工和(he)冷成型性亦佳；與(yu)其(qi)他高鎳(nie)、鉻、鉬合金性能相近。圖系合金冷變(bian)(bian)形(xing)量(liang)與(yu)硬度(du)(du)的(de)關系并(bing)與(yu)其(qi)他材料進(jin)行比較的(de)結(jie)果。由(you)圖可知(zhi)，由(you)于(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4合金冷作硬化傾向較大，故進(jin)行冷加(jia)(jia)(jia)工和(he)冷成型時(shi)要及時(shi)進(jin)行中間(jian)軟化退火處理。

  5. 熱處理

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)用(yong)(yong)于高溫高強(qiang)度(du)用(yong)(yong)途，系在約1120℃進(jin)行固溶處(chu)理(li)(li)（合金(jin)中(zhong)含碳量(liang)～0.05%).用(yong)(yong)于耐濕態腐(fu)蝕用(yong)(yong)途（低碳量(liang)～0.03%)多(duo)采用(yong)(yong)軟(ruan)化(hua)退火處(chu)理(li)(li)，溫度(du)為950~1050℃(以～980℃為宜）；為了防止(zhi)焊后(hou)的(de)晶間(jian)腐(fu)蝕傾向，也(ye)可在900~1100℃進(jin)行穩定化(hua)處(chu)理(li)(li)，由(you)于NbC的(de)優(you)先(xian)形成可避免(mian)鉻碳化(hua)物形成所導(dao)致的(de)晶界鉻貧化(hua)。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)的(de)(de)大(da)截面棒材可(ke)(ke)(ke)在(zai)1025~1052℃加熱，保(bao)(bao)溫(wen)2~4小時(shi)(shi)后(hou)快冷，此(ci)時(shi)(shi)可(ke)(ke)(ke)獲(huo)(huo)得(de)充分再結晶(jing)，同(tong)時(shi)(shi)仍有穩定(ding)的(de)(de)高鈦、鈮(ni)的(de)(de)碳化物沉(chen)淀存在(zai)。為(wei)了(le)使此(ci)合(he)金(jin)獲(huo)(huo)得(de)最高強度(du)，固溶處理后(hou)可(ke)(ke)(ke)再進(jin)行(xing)(xing)雙時(shi)(shi)效(xiao)，第(di)一次(ci)在(zai)718~746℃時(shi)(shi)效(xiao)8小時(shi)(shi)，隨后(hou)以50℃/小時(shi)(shi)的(de)(de)速度(du)冷卻到(dao)621℃,再進(jin)行(xing)(xing)保(bao)(bao)溫(wen)8小時(shi)(shi)的(de)(de)第(di)二(er)次(ci)時(shi)(shi)效(xiao)，隨后(hou)空冷。控(kong)制適宜的(de)(de)時(shi)(shi)效(xiao)時(shi)(shi)間(jian)，會由于高鉻、鉬(mu)碳化物的(de)(de)減(jian)少獲(huo)(huo)得(de)良(liang)好的(de)(de)耐(nai)點蝕、耐(nai)縫隙腐(fu)蝕和耐(nai)應力腐(fu)蝕性能。

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。