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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、化學成分和(he)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(neng)

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和(he)(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)在(zai)大氣、天(tian)然(ran)水(shui)、海水(shui)、中(zhong)性(xing)鹽和(he)(he)堿等弱介(jie)質(zhi)(zhi)中(zhong)，基本上是無明顯腐蝕(shi)的。在(zai)更苛刻(ke)的介(jie)質(zhi)(zhi)中(zhong)，由于鉻(ge)的存(cun)在(zai)能耐氧(yang)化性(xing)酸，并抗高(gao)溫(wen)氧(yang)化；由于是鎳基且鉬含量高(gao)，因此又耐還原性(xing)酸介(jie)質(zhi)(zhi)。對于局(ju)部腐蝕(shi)，高(gao)鉻(ge)、鉬量使(shi)此合(he)(he)金(jin)(jin)耐點蝕(shi)和(he)(he)縫隙腐蝕(shi)，高(gao)鎳、鉻(ge)量使(shi)此合(he)(he)金(jin)(jin)耐應力腐蝕(shi)；高(gao)鈮（鈦）量使(shi)此合(he)(he)金(jin)(jin)不易(yi)產生(sheng)晶間腐蝕(shi)。

 1. 耐(nai)全面腐蝕性(xing)

  ①. 在硝酸中 在65%HNO3中和沸騰(teng)溫度(du)下，此合金固溶態(tai)腐蝕(shi)率(lv)≤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(zhong)用螢石與(yu)硫酸反(fan)應制取(qu)氫氟酸的蒸發器(qi)，它的襯里(li)一般用0Cr22Ni60Mo9Nb4合金制造。與(yu)此同時，蒸發器(qi)之間(jian)的管線、配件等也是采(cai)用此合金。在HF氣(qi)提塔頂部掛片結果表明，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的全面腐(fu)蝕速率僅為0.075m/a。

  ⑤. 在含(han)磷酸的(de)一些介(jie)質(zhi)中試驗指(zhi)出，在55%H3PO4+0.8%HF 溶液中，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的(de)腐蝕速率為0.412mm/a。

  ⑥. 在(zai)堿中(zhong)在(zai)實驗(yan)室(shi)內(nei)50%NaOH中(zhong)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的年腐蝕(shi)速(su)率為0.0125mm/a。經500小時試驗(yan)，未見(jian)有應力(li)腐蝕(shi)產生。

  ⑦. 在鹽(yan)酸(suan)中由于此(ci)合金鉬(mu)含量高，在室(shi)溫鹽(yan)酸(suan)中有一定(ding)的耐蝕性(xing)。但溫度(du)升(sheng)高，耐蝕性(xing)下降。

 2. 耐局部腐蝕性

  ①. 耐晶間腐蝕性

  由于(yu)其鈮含量高(gao)，0Cr22Ni60o9Nb4 合(he)金(jin)具有非常好的耐敏(min)化(hua)態(tai)晶間腐蝕的性(xing)能(neng)。正是由于(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金(jin)的此種(zhong)性(xing)能(neng)，因而敏(min)化(hua)處理或焊后，此合(he)金(jin)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(zhong)，經120銷售(shou)試驗得出(chu)(chu)的T-T-S(時間(jian)(jian)－溫(wen)度－敏（化(hua)）曲線。顯(xian)然(ran)，軟化(hua)退(tui)火(huo)處(chu)理再(zai)經敏化(hua)較固溶處(chu)理再(zai)敏化(hua)的00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合(he)金晶(jing)間(jian)(jian)腐蝕敏感性要低得多，這與(yu)軟化(hua)退(tui)火(huo)態經敏化(hua)后合(he)金中(zhong)大量NbC先(xian)于鉻(ge)碳化(hua)物優先(xian)析出(chu)(chu)，防止晶(jing)界貧鉻(ge)區(qu)的形成有關(guan)。

 ②. 耐點蝕性(xing) 

  表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)等在兩 種酸(suan)介質(zhi)中的耐點蝕性(xing)，可以看出(chu)0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在試(shi)驗條件下(xia)均有優良的耐點蝕性(xing)，而0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合金(jin)則(ze)耐點蝕性(xing)不良。

 ③. 縫(feng)隙腐(fu)蝕 

 表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等合(he)金的縫隙(xi)腐(fu)蝕試驗(yan)結果。顯(xian)(xian)然，在所試驗(yan)的條件(jian)下，625 和625 plus 兩(liang)種(zhong)合(he)金的耐(nai)縫隙(xi)腐(fu)蝕性能中625 plus稍優，但二者均顯(xian)(xian)著優于718合(he)金。

 ④. 應力腐蝕(shi) 

  模擬(ni)(ni)實際使用環境對0Cr22Ni60Mo9Nb4等(deng)合金進行了(le)幾種應(ying)力(li)腐(fu)蝕試驗(yan)，結(jie)果見(jian)表。表系模擬(ni)(ni)深氣井條件，在高壓(ya)釜中進行試驗(yan)所取得的(de)結(jie)果，在此條件下，表明無論是(shi)(shi)(shi)C型(xing)樣(yang)還是(shi)(shi)(shi)U型(xing)樣(yang)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的(de)耐(nai)應(ying)力(li)腐(fu)蝕性(xing)能(neng)都是(shi)(shi)(shi)最佳。

  表(biao)(biao)系在5%NaCl+0.5%醋酸＋H2S (按(an)NACE TM-077)15%MgCb溶液沸騰(teng)溫度下進行試驗所取(qu)得的結果。表(biao)(biao)的結果表(biao)(biao)明，試驗的合金(jin)耐應力(li)腐(fu)蝕性能均良好(hao)，沒有(you)斷裂產生。而表(biao)(biao)的結果表(biao)(biao)明，5%MgCl2沸騰(teng)條件(jian)下 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐應力(li)腐(fu)出性能良好(hao)，且(qie)均優于(yu)718合金(jin)。

 ⑤. 腐蝕疲勞 

   圖系0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金在室(shi)溫海水中的(de)腐(fu)蝕疲勞試驗結果(guo)，顯然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金的(de)腐(fu)蝕疲勞強度要高于所試驗的(de) Hastel-loy C和(he) Incoloy 800 以及通(tong)用(yong)不銹(xiu)鋼304和(he)316。

三、力學性能等其(qi)他性能

  1. 力學(xue)性能(neng)

   一般(ban)使(shi)(shi)用(yong)溫(wen)度(du)≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)適用(yong)于冷、熱(re)加(jia)工并退(tui)火(huo)后(hou)使(shi)(shi)用(yong)；使(shi)(shi)用(yong)溫(wen)度(du)高于650℃時(shi)(shi)，則(ze)退(tui)火(huo)或固溶(rong)態(tai)均(jun)可應用(yong)。對于有(you)高溫(wen)蠕變或持(chi)久要(yao)求時(shi)(shi)，建議在固溶(rong)態(tai)使(shi)(shi)用(yong)；而細晶粒合金(jin)則(ze)在≤ 816℃ 使(shi)(shi)用(yong)以及在對疲勞強(qiang)度(du)、硬度(du)和瞬時(shi)(shi)強(qiang)度(du)又要(yao)去的條件下使(shi)(shi)用(yong)。

  表(biao)系00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)力學性(xing)能(neng)。從表(biao)結(jie)(jie)果(guo)可(ke)知，此(ci)合(he)(he)金(jin)(jin)經(jing)732℃單時效(xiao)(xiao)后(hou)(hou)屈服強(qiang)(qiang)度(du)(du)較低(di)（690~793MPa),而(er)經(jing)雙時效(xiao)(xiao)后(hou)(hou)，可(ke)獲得(de)高(gao)(gao)(gao)(gao)達(da)827~956MPa的(de)(de)屈服強(qiang)(qiang)度(du)(du)且仍具有較高(gao)(gao)(gao)(gao)塑性(xing)，雙時效(xiao)(xiao)時，若將第一次時效(xiao)(xiao)溫度(du)(du)從718℃提高(gao)(gao)(gao)(gao)到746℃,則合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)硬(ying)度(du)(du)也會(hui)有所提高(gao)(gao)(gao)(gao)。表(biao)3-5-109的(de)(de)結(jie)(jie)果(guo)表(biao)明，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)經(jing)固(gu)溶處(chu)理(li)(li)再經(jing)746℃x8h爐冷(leng)(leng)＋621℃ × 8小(xiao)時空冷(leng)(leng)雙時效(xiao)(xiao)處(chu)理(li)(li)并(bing)在(zai)316℃保持1000小(xiao)時后(hou)(hou)測定其性(xing)能(neng)，對此(ci)合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)抗(kang)張性(xing)能(neng)并(bing)無明顯影響；表(biao)的(de)(de)結(jie)(jie)果(guo)系經(jing)時效(xiao)(xiao)處(chu)理(li)(li)的(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)和經(jing)冷(leng)(leng)加(jia)工(gong)變形量25%的(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)(jin)在(zai)232℃時的(de)(de)抗(kang)拉性(xing)能(neng)，可(ke)以(yi)看出(chu)，與室溫性(xing)能(neng)相比，經(jing)冷(leng)(leng)加(jia)工(gong)變形提高(gao)(gao)(gao)(gao)強(qiang)(qiang)度(du)(du)的(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)(jin)其強(qiang)(qiang)度(du)(du)降(jiang)低(di)明顯，而(er)經(jing)時效(xiao)(xiao)處(chu)理(li)(li)提高(gao)(gao)(gao)(gao)強(qiang)(qiang)度(du)(du)的(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)強(qiang)(qiang)度(du)(du)則降(jiang)低(di)較少，表(biao)系0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)高(gao)(gao)(gao)(gao)溫力學性(xing)能(neng)。

  2. 物理性能

  表列出(chu)了 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的物理性(xing)能 

  3.  焊接性能(neng)

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)焊(han)接(jie)性能良好(hao)。可采(cai)用(yong)通(tong)用(yong)的焊(han)接(jie)方法，例如(ru) GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和SAW以及(ji)SMAW(MMA)等，而不會遇到(dao)特殊(shu)困難。

  4. 冷熱加工(gong)及成(cheng)型性能

  由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合金較(jiao)高(gao)的(de)高(gao)溫(wen)變形抗力，因此(ci)需要較(jiao)高(gao)的(de)加熱(re)溫(wen)度，一般約為1170℃。大量(liang)變形以在1170~1010℃為宜；微量(liang)變形可在930℃以上進行(xing)。此(ci)合金的(de)冷(leng)加工(gong)和冷(leng)成型性(xing)亦佳；與(yu)(yu)其他(ta)高(gao)鎳、鉻、鉬合金性(xing)能相近。圖(tu)(tu)系(xi)合金冷(leng)變形量(liang)與(yu)(yu)硬度的(de)關(guan)系(xi)并(bing)與(yu)(yu)其他(ta)材料進行(xing)比較(jiao)的(de)結(jie)果(guo)。由圖(tu)(tu)可知，由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合金冷(leng)作硬化(hua)傾向(xiang)較(jiao)大，故進行(xing)冷(leng)加工(gong)和冷(leng)成型時(shi)要及時(shi)進行(xing)中(zhong)間軟(ruan)化(hua)退火(huo)處理。

  5. 熱處理

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)用于(yu)高溫高強度(du)用途，系在(zai)約1120℃進(jin)(jin)行固溶處理(li)(li)（合(he)金(jin)中含碳(tan)量(liang)～0.05%).用于(yu)耐濕(shi)態腐蝕(shi)用途（低碳(tan)量(liang)～0.03%)多采用軟化(hua)退火處理(li)(li)，溫度(du)為950~1050℃(以～980℃為宜）；為了防(fang)止焊后的晶間腐蝕(shi)傾(qing)向(xiang)，也可在(zai)900~1100℃進(jin)(jin)行穩定化(hua)處理(li)(li)，由(you)于(yu)NbC的優(you)先形(xing)(xing)成可避免鉻碳(tan)化(hua)物形(xing)(xing)成所導(dao)致的晶界鉻貧化(hua)。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)的大(da)截(jie)面棒(bang)材可在1025~1052℃加熱(re)，保溫2~4小時(shi)(shi)后快冷(leng)，此時(shi)(shi)可獲得(de)充分再(zai)結晶，同時(shi)(shi)仍有穩定的高(gao)鈦、鈮的碳(tan)化物沉淀存在。為了使此合金(jin)獲得(de)最高(gao)強度，固溶處理后可再(zai)進行雙時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)，第(di)一次在718~746℃時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)8小時(shi)(shi)，隨(sui)后以50℃/小時(shi)(shi)的速(su)度冷(leng)卻到621℃,再(zai)進行保溫8小時(shi)(shi)的第(di)二次時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)，隨(sui)后空冷(leng)。控(kong)制適宜的時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)時(shi)(shi)間，會由于高(gao)鉻、鉬(mu)碳(tan)化物的減少獲得(de)良好的耐點蝕、耐縫隙腐(fu)蝕和耐應力腐(fu)蝕性能。

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。