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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(yi)、化(hua)學成分和(he)組織(zhi)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、 耐腐(fu)蝕性能

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)在大氣、天然水、海水、中(zhong)(zhong)(zhong)性(xing)鹽和堿等弱介(jie)質中(zhong)(zhong)(zhong)，基本上是無明顯腐(fu)蝕(shi)(shi)的。在更苛刻的介(jie)質中(zhong)(zhong)(zhong)，由(you)于鉻(ge)(ge)的存在能耐(nai)(nai)氧(yang)化性(xing)酸，并抗高(gao)(gao)(gao)溫氧(yang)化；由(you)于是鎳基且鉬含(han)量高(gao)(gao)(gao)，因此又耐(nai)(nai)還(huan)原性(xing)酸介(jie)質。對于局(ju)部腐(fu)蝕(shi)(shi)，高(gao)(gao)(gao)鉻(ge)(ge)、鉬量使(shi)此合(he)金(jin)耐(nai)(nai)點蝕(shi)(shi)和縫(feng)隙(xi)腐(fu)蝕(shi)(shi)，高(gao)(gao)(gao)鎳、鉻(ge)(ge)量使(shi)此合(he)金(jin)耐(nai)(nai)應力腐(fu)蝕(shi)(shi)；高(gao)(gao)(gao)鈮（鈦）量使(shi)此合(he)金(jin)不易產(chan)生晶間腐(fu)蝕(shi)(shi)。

 1. 耐全面腐蝕性

  ①. 在硝酸中 在65%HNO3中和沸騰溫度下，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. 在氫氟酸中(zhong)用(yong)螢(ying)石與(yu)硫酸反應制取氫氟酸的(de)(de)蒸發(fa)器，它的(de)(de)襯里一般用(yong)0Cr22Ni60Mo9Nb4合金制造。與(yu)此(ci)同時，蒸發(fa)器之間(jian)的(de)(de)管線、配件等也是采用(yong)此(ci)合金。在HF氣提塔頂部(bu)掛片結果表(biao)明，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的(de)(de)全面腐蝕速率僅為0.075m/a。

  ⑤. 在含磷酸的一些(xie)介質中(zhong)試驗(yan)指出，在55%H3PO4+0.8%HF 溶液中(zhong)，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的腐蝕(shi)速率為0.412mm/a。

  ⑥. 在堿中(zhong)在實驗室內50%NaOH中(zhong)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的年腐(fu)蝕(shi)速率為0.0125mm/a。經500小時試驗，未見(jian)有應力(li)腐(fu)蝕(shi)產生。

  ⑦. 在鹽酸(suan)中由于(yu)此合(he)金鉬含量高，在室溫鹽酸(suan)中有一定的耐蝕性(xing)。但溫度(du)升高，耐蝕性(xing)下降。

 2. 耐局部腐蝕性

  ①. 耐晶(jing)間腐蝕性

  由(you)于其鈮含量高，0Cr22Ni60o9Nb4 合(he)金具有(you)非常好(hao)的耐敏化態晶間腐蝕的性能(neng)。正是由(you)于0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金的此種(zhong)性能(neng)，因而敏化處(chu)理或焊后(hou)，此合(he)金不需(xu)再(zai)進行固(gu)溶(rong)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(zhong)(zhong)，經(jing)120銷售試(shi)驗得(de)出(chu)的(de)T-T-S(時間－溫度－敏(min)(min)（化）曲線。顯然，軟化退火處(chu)理再經(jing)敏(min)(min)化較固溶處(chu)理再敏(min)(min)化的(de)00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合(he)金晶(jing)間腐(fu)蝕敏(min)(min)感(gan)性要低得(de)多，這與軟化退火態經(jing)敏(min)(min)化后合(he)金中(zhong)(zhong)大(da)量NbC先(xian)于鉻碳化物優先(xian)析出(chu)，防止(zhi)晶(jing)界貧鉻區的(de)形成有(you)關。

 ②. 耐點(dian)蝕性 

  表(biao)系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金等在(zai)(zai)兩 種酸(suan)介質中(zhong)的(de)(de)耐(nai)點(dian)(dian)蝕(shi)性(xing)，可(ke)以看出0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在(zai)(zai)試驗(yan)條(tiao)件下(xia)均有優良(liang)的(de)(de)耐(nai)點(dian)(dian)蝕(shi)性(xing)，而0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合金則耐(nai)點(dian)(dian)蝕(shi)性(xing)不良(liang)。

 ③. 縫隙(xi)腐蝕(shi) 

 表(biao)系0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等合(he)金的(de)縫(feng)隙(xi)腐蝕試驗(yan)結(jie)果。顯(xian)然，在所試驗(yan)的(de)條件(jian)下，625 和(he)625 plus 兩種(zhong)合(he)金的(de)耐(nai)縫(feng)隙(xi)腐蝕性(xing)能中(zhong)625 plus稍優，但(dan)二者均顯(xian)著(zhu)優于718合(he)金。

 ④. 應力腐(fu)蝕 

  模(mo)擬實際使用環境對0Cr22Ni60Mo9Nb4等(deng)合金進行了幾(ji)種應力腐(fu)蝕試(shi)驗(yan)(yan)，結果見表。表系模(mo)擬深(shen)氣井條(tiao)件(jian)，在(zai)高(gao)壓釜中進行試(shi)驗(yan)(yan)所取得(de)的(de)結果，在(zai)此條(tiao)件(jian)下，表明無論(lun)是(shi)C型樣還是(shi)U型樣，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的(de)耐應力腐(fu)蝕性能都(dou)是(shi)最佳。

  表系在(zai)5%NaCl+0.5%醋(cu)酸＋H2S (按(an)NACE TM-077)15%MgCb溶液沸騰溫度下(xia)進行試(shi)驗所取得的(de)結果。表的(de)結果表明(ming)，試(shi)驗的(de)合(he)金耐(nai)應力腐蝕性能(neng)均(jun)良(liang)好(hao)，沒(mei)有斷裂產生。而表的(de)結果表明(ming)，5%MgCl2沸騰條件下(xia) 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐(nai)應力腐出性能(neng)良(liang)好(hao)，且均(jun)優于718合(he)金。

 ⑤. 腐蝕疲(pi)勞 

   圖系0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金在室溫海水中的腐蝕疲勞試(shi)驗結果，顯然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合金的腐蝕疲勞強度要(yao)高于所試(shi)驗的 Hastel-loy C和 Incoloy 800 以及通用不銹鋼(gang)304和316。

三(san)、力學性(xing)(xing)能等其他性(xing)(xing)能

  1. 力學性能(neng)

   一般使(shi)(shi)(shi)用(yong)溫(wen)度(du)≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金適(shi)用(yong)于冷、熱加工并(bing)退火后使(shi)(shi)(shi)用(yong)；使(shi)(shi)(shi)用(yong)溫(wen)度(du)高于650℃時(shi)(shi)，則退火或(huo)固(gu)溶態均可應用(yong)。對于有高溫(wen)蠕變(bian)或(huo)持(chi)久要求時(shi)(shi)，建議在(zai)固(gu)溶態使(shi)(shi)(shi)用(yong)；而細(xi)晶(jing)粒合(he)金則在(zai)≤ 816℃ 使(shi)(shi)(shi)用(yong)以及(ji)在(zai)對疲勞強度(du)、硬度(du)和瞬時(shi)(shi)強度(du)又要去的條件(jian)下(xia)使(shi)(shi)(shi)用(yong)。

  表系(xi)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)力學(xue)性能。從表結(jie)果可知，此合(he)(he)金(jin)經(jing)(jing)732℃單(dan)時效后屈服(fu)(fu)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)較(jiao)(jiao)低(di)（690~793MPa),而經(jing)(jing)雙(shuang)時效后，可獲得(de)高達827~956MPa的(de)(de)(de)屈服(fu)(fu)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)且仍(reng)具有較(jiao)(jiao)高塑性，雙(shuang)時效時，若將第一次時效溫(wen)度(du)從718℃提(ti)高到746℃,則合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)硬度(du)也會(hui)有所(suo)提(ti)高。表3-5-109的(de)(de)(de)結(jie)果表明，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)經(jing)(jing)固(gu)溶處(chu)理(li)再經(jing)(jing)746℃x8h爐冷(leng)(leng)＋621℃ × 8小時空冷(leng)(leng)雙(shuang)時效處(chu)理(li)并在316℃保持1000小時后測定(ding)其性能，對(dui)此合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)抗張性能并無明顯(xian)影(ying)響；表的(de)(de)(de)結(jie)果系(xi)經(jing)(jing)時效處(chu)理(li)的(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)和經(jing)(jing)冷(leng)(leng)加(jia)工變(bian)形量25%的(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)在232℃時的(de)(de)(de)抗拉性能，可以看(kan)出，與室溫(wen)性能相比(bi)，經(jing)(jing)冷(leng)(leng)加(jia)工變(bian)形提(ti)高強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)的(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)其強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)降低(di)明顯(xian)，而經(jing)(jing)時效處(chu)理(li)提(ti)高強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)的(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)則降低(di)較(jiao)(jiao)少，表系(xi)0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)高溫(wen)力學(xue)性能。

  2. 物理性(xing)能

  表(biao)列出了 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的物理性能 

  3.  焊(han)接性能

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金焊(han)接性能(neng)良(liang)好。可采用通用的(de)焊(han)接方法，例(li)如 GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和SAW以及SMAW(MMA)等(deng)，而不會遇到(dao)特殊(shu)困(kun)難。

  4. 冷熱加工及(ji)成(cheng)型性(xing)能

  由(you)(you)于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金較高的(de)高溫變形抗力，因此(ci)需要較高的(de)加熱溫度，一般(ban)約(yue)為(wei)1170℃。大量變形以在(zai)1170~1010℃為(wei)宜；微(wei)量變形可在(zai)930℃以上進行(xing)。此(ci)合(he)(he)金的(de)冷(leng)加工和冷(leng)成型性(xing)亦(yi)佳；與(yu)其(qi)他高鎳、鉻、鉬合(he)(he)金性(xing)能相近。圖(tu)系合(he)(he)金冷(leng)變形量與(yu)硬度的(de)關系并與(yu)其(qi)他材料進行(xing)比較的(de)結(jie)果。由(you)(you)圖(tu)可知，由(you)(you)于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金冷(leng)作硬化傾向較大，故進行(xing)冷(leng)加工和冷(leng)成型時要及時進行(xing)中間軟化退火處理。

  5. 熱(re)處理

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金用(yong)于高(gao)溫高(gao)強度用(yong)途，系在約(yue)1120℃進行(xing)(xing)固溶處理(li)（合(he)金中含碳(tan)(tan)量～0.05%).用(yong)于耐濕態腐蝕用(yong)途（低碳(tan)(tan)量～0.03%)多采用(yong)軟化(hua)退火處理(li)，溫度為950~1050℃(以～980℃為宜）；為了防止焊后的(de)晶(jing)間腐蝕傾向(xiang)，也可在900~1100℃進行(xing)(xing)穩定(ding)化(hua)處理(li)，由于NbC的(de)優先形成可避免鉻(ge)碳(tan)(tan)化(hua)物形成所(suo)導致(zhi)的(de)晶(jing)界(jie)鉻(ge)貧化(hua)。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金的大截面棒材可在(zai)(zai)1025~1052℃加熱，保溫2~4小時(shi)(shi)(shi)后(hou)快冷，此(ci)時(shi)(shi)(shi)可獲(huo)(huo)得(de)充分(fen)再(zai)結晶(jing)，同(tong)時(shi)(shi)(shi)仍有穩定的高鈦、鈮的碳(tan)(tan)化物沉淀存在(zai)(zai)。為(wei)了使此(ci)合(he)金獲(huo)(huo)得(de)最高強度，固溶處(chu)理(li)后(hou)可再(zai)進(jin)行(xing)雙(shuang)時(shi)(shi)(shi)效，第(di)一次(ci)在(zai)(zai)718~746℃時(shi)(shi)(shi)效8小時(shi)(shi)(shi)，隨(sui)(sui)后(hou)以50℃/小時(shi)(shi)(shi)的速度冷卻(que)到621℃,再(zai)進(jin)行(xing)保溫8小時(shi)(shi)(shi)的第(di)二次(ci)時(shi)(shi)(shi)效，隨(sui)(sui)后(hou)空冷。控制(zhi)適宜的時(shi)(shi)(shi)效時(shi)(shi)(shi)間(jian)，會由于(yu)高鉻、鉬碳(tan)(tan)化物的減少(shao)獲(huo)(huo)得(de)良好(hao)的耐點蝕(shi)(shi)、耐縫隙腐蝕(shi)(shi)和耐應力腐蝕(shi)(shi)性(xing)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。