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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(zu)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、 耐腐蝕(shi)性(xing)能(neng)

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)(jin)在大氣(qi)、天然水(shui)、海水(shui)、中性(xing)鹽(yan)和堿等弱介質中，基本上是無明顯腐(fu)蝕的(de)。在更苛(ke)刻(ke)的(de)介質中，由于(yu)鉻的(de)存在能耐(nai)氧(yang)化性(xing)酸(suan)，并抗高(gao)溫氧(yang)化；由于(yu)是鎳基且鉬含量(liang)高(gao)，因此(ci)又耐(nai)還原性(xing)酸(suan)介質。對于(yu)局(ju)部(bu)腐(fu)蝕，高(gao)鉻、鉬量(liang)使此(ci)合金(jin)(jin)耐(nai)點蝕和縫隙腐(fu)蝕，高(gao)鎳、鉻量(liang)使此(ci)合金(jin)(jin)耐(nai)應力腐(fu)蝕；高(gao)鈮（鈦(tai)）量(liang)使此(ci)合金(jin)(jin)不易(yi)產(chan)生晶間腐(fu)蝕。

 1. 耐全面腐蝕性

  ①. 在硝酸中(zhong) 在65%HNO3中(zhong)和沸(fei)騰溫度(du)下，此合金固溶態腐蝕率≤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)氫(qing)氟(fu)酸(suan)中用(yong)螢石與(yu)硫(liu)酸(suan)反(fan)應(ying)制取氫(qing)氟(fu)酸(suan)的蒸發(fa)器，它的襯里一般用(yong)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)(he)金制造。與(yu)此同(tong)時，蒸發(fa)器之間的管線(xian)、配件等也是采用(yong)此合(he)(he)(he)金。在(zai)HF氣提塔頂(ding)部掛片(pian)結果表明，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)(he)(he)金的全面腐蝕速率僅為0.075m/a。

  ⑤. 在含(han)磷(lin)酸的一(yi)些介質(zhi)中試驗指出，在55%H3PO4+0.8%HF 溶(rong)液(ye)中，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金(jin)的腐蝕(shi)速率為0.412mm/a。

  ⑥. 在堿中在實(shi)驗室內50%NaOH中0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的年腐(fu)蝕速率為0.0125mm/a。經500小(xiao)時試驗，未見有(you)應力腐(fu)蝕產生。

  ⑦. 在鹽酸(suan)中由于此合金(jin)鉬含量高，在室溫(wen)(wen)鹽酸(suan)中有一定的耐蝕性。但溫(wen)(wen)度升高，耐蝕性下降。

 2. 耐局部腐蝕(shi)性(xing)

  ①. 耐(nai)晶間腐(fu)蝕性

  由于其(qi)鈮含量高，0Cr22Ni60o9Nb4 合金具有非常好的(de)耐敏化態(tai)晶間(jian)腐蝕的(de)性(xing)能。正是由于0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的(de)此種性(xing)能，因(yin)而敏化處理(li)或(huo)焊(han)后(hou)，此合金不需再進(jin)行固(gu)溶處理(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(xiao)售試驗得出的(de)T-T-S(時間－溫度－敏(min)（化(hua)(hua)(hua)）曲(qu)線。顯然，軟化(hua)(hua)(hua)退(tui)火(huo)處(chu)理(li)再經敏(min)化(hua)(hua)(hua)較固溶處(chu)理(li)再敏(min)化(hua)(hua)(hua)的(de)00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合金晶(jing)(jing)間腐蝕(shi)敏(min)感(gan)性要低得多(duo)，這(zhe)與(yu)軟化(hua)(hua)(hua)退(tui)火(huo)態經敏(min)化(hua)(hua)(hua)后合金中(zhong)大量NbC先(xian)于鉻碳(tan)化(hua)(hua)(hua)物優先(xian)析出，防止晶(jing)(jing)界貧(pin)鉻區的(de)形成有關。

 ②. 耐點蝕(shi)性 

  表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金等在(zai)兩 種酸介質中(zhong)的(de)耐(nai)(nai)(nai)點(dian)(dian)蝕(shi)性(xing)，可以(yi)看出0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在(zai)試驗條(tiao)件(jian)下均(jun)有優良(liang)的(de)耐(nai)(nai)(nai)點(dian)(dian)蝕(shi)性(xing)，而0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合金則耐(nai)(nai)(nai)點(dian)(dian)蝕(shi)性(xing)不良(liang)。

 ③. 縫隙(xi)腐蝕 

 表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等合(he)金的縫隙(xi)腐蝕(shi)(shi)試(shi)驗(yan)結果。顯(xian)然，在(zai)所試(shi)驗(yan)的條(tiao)件下，625 和625 plus 兩(liang)種合(he)金的耐縫隙(xi)腐蝕(shi)(shi)性能中(zhong)625 plus稍優，但二者(zhe)均顯(xian)著優于(yu)718合(he)金。

 ④. 應(ying)力腐蝕 

  模擬實(shi)際使用環境對0Cr22Ni60Mo9Nb4等合(he)金進行(xing)了幾種(zhong)應(ying)力腐蝕(shi)試(shi)驗，結果(guo)見表。表系模擬深氣井條(tiao)件，在(zai)高(gao)壓釜(fu)中(zhong)進行(xing)試(shi)驗所取得的(de)結果(guo)，在(zai)此條(tiao)件下，表明無論是(shi)C型(xing)樣還(huan)是(shi)U型(xing)樣，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金的(de)耐(nai)應(ying)力腐蝕(shi)性能都是(shi)最佳。

  表(biao)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(xing)試(shi)驗所(suo)取(qu)得的結果(guo)。表(biao)的結果(guo)表(biao)明(ming)，試(shi)驗的合(he)金耐應(ying)力腐蝕性(xing)能均良好，沒有(you)斷裂(lie)產生。而表(biao)的結果(guo)表(biao)明(ming)，5%MgCl2沸騰條件下 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐應(ying)力腐出性(xing)能良好，且均優于718合(he)金。

 ⑤. 腐蝕(shi)疲勞 

   圖系0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金在室(shi)溫海水中的腐(fu)蝕(shi)疲勞(lao)試驗(yan)結果，顯(xian)然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金的腐(fu)蝕(shi)疲勞(lao)強度要高(gao)于所試驗(yan)的 Hastel-loy C和 Incoloy 800 以及通用不銹鋼304和316。

三、力學性能(neng)等其他性能(neng)

  1. 力學性能

   一般使(shi)用(yong)(yong)溫度(du)(du)≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金適用(yong)(yong)于冷、熱加工并(bing)退火后使(shi)用(yong)(yong)；使(shi)用(yong)(yong)溫度(du)(du)高于650℃時(shi)，則退火或(huo)固溶態均(jun)可應用(yong)(yong)。對于有高溫蠕變或(huo)持久要(yao)求時(shi)，建(jian)議在固溶態使(shi)用(yong)(yong)；而細晶粒合(he)金則在≤ 816℃ 使(shi)用(yong)(yong)以及在對疲勞強度(du)(du)、硬度(du)(du)和瞬時(shi)強度(du)(du)又要(yao)去(qu)的條件下使(shi)用(yong)(yong)。

  表(biao)(biao)系00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金的(de)(de)(de)(de)力學性(xing)(xing)(xing)能。從表(biao)(biao)結(jie)果(guo)可知，此(ci)(ci)合(he)(he)(he)金經(jing)(jing)732℃單時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)后屈(qu)(qu)服強(qiang)(qiang)度(du)較低(di)（690~793MPa),而(er)經(jing)(jing)雙時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)后，可獲得高(gao)達827~956MPa的(de)(de)(de)(de)屈(qu)(qu)服強(qiang)(qiang)度(du)且(qie)仍(reng)具有較高(gao)塑性(xing)(xing)(xing)，雙時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)，若將第一次(ci)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)溫度(du)從718℃提高(gao)到746℃,則合(he)(he)(he)金的(de)(de)(de)(de)硬度(du)也會有所提高(gao)。表(biao)(biao)3-5-109的(de)(de)(de)(de)結(jie)果(guo)表(biao)(biao)明(ming)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金經(jing)(jing)固溶處(chu)理再經(jing)(jing)746℃x8h爐冷＋621℃ × 8小(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)空冷雙時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)處(chu)理并(bing)在(zai)(zai)316℃保持1000小(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)后測定其性(xing)(xing)(xing)能，對此(ci)(ci)合(he)(he)(he)金的(de)(de)(de)(de)抗(kang)張性(xing)(xing)(xing)能并(bing)無明(ming)顯(xian)影(ying)響；表(biao)(biao)的(de)(de)(de)(de)結(jie)果(guo)系經(jing)(jing)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)處(chu)理的(de)(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金和經(jing)(jing)冷加工變(bian)(bian)形(xing)量(liang)25%的(de)(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)(he)金在(zai)(zai)232℃時(shi)(shi)(shi)(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)能相比，經(jing)(jing)冷加工變(bian)(bian)形(xing)提高(gao)強(qiang)(qiang)度(du)的(de)(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)(he)金其強(qiang)(qiang)度(du)降低(di)明(ming)顯(xian)，而(er)經(jing)(jing)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)處(chu)理提高(gao)強(qiang)(qiang)度(du)的(de)(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金的(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度(du)則降低(di)較少，表(biao)(biao)系0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金的(de)(de)(de)(de)高(gao)溫力學性(xing)(xing)(xing)能。

  2. 物理(li)性能

  表列出了(le) 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的(de)物理性能 

  3.  焊接性能

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金焊(han)接(jie)性能良(liang)好。可(ke)采(cai)用通用的(de)焊(han)接(jie)方法，例如 GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和SAW以及SMAW(MMA)等，而(er)不(bu)會(hui)遇到(dao)特殊困(kun)難。

  4. 冷熱加工及成型性(xing)能

  由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)較(jiao)高(gao)的(de)高(gao)溫變形(xing)抗力，因(yin)此需要較(jiao)高(gao)的(de)加(jia)熱溫度，一(yi)般(ban)約為1170℃。大(da)量變形(xing)以在1170~1010℃為宜；微量變形(xing)可(ke)在930℃以上進(jin)行(xing)。此合金(jin)的(de)冷(leng)加(jia)工和冷(leng)成型性亦佳；與其他高(gao)鎳、鉻(ge)、鉬合金(jin)性能相近(jin)。圖系合金(jin)冷(leng)變形(xing)量與硬度的(de)關系并與其他材料進(jin)行(xing)比(bi)較(jiao)的(de)結果(guo)。由圖可(ke)知，由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)冷(leng)作硬化傾向較(jiao)大(da)，故進(jin)行(xing)冷(leng)加(jia)工和冷(leng)成型時(shi)要及時(shi)進(jin)行(xing)中間(jian)軟化退(tui)火處理。

  5. 熱處理

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金用(yong)于(yu)高溫高強度用(yong)途，系在約1120℃進行固(gu)溶處理（合(he)金中含碳(tan)量～0.05%).用(yong)于(yu)耐濕態腐蝕用(yong)途（低(di)碳(tan)量～0.03%)多采用(yong)軟化退火處理，溫度為950~1050℃(以～980℃為宜）；為了防止焊(han)后的晶(jing)間腐蝕傾向(xiang)，也可(ke)在900~1100℃進行穩(wen)定(ding)化處理，由于(yu)NbC的優先形成可(ke)避免鉻碳(tan)化物形成所導致的晶(jing)界鉻貧化。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)大截面棒材可(ke)(ke)在1025~1052℃加熱，保(bao)(bao)溫(wen)2~4小(xiao)時(shi)(shi)后快(kuai)冷(leng)，此(ci)時(shi)(shi)可(ke)(ke)獲得(de)(de)充分再(zai)結晶，同時(shi)(shi)仍有穩(wen)定(ding)的(de)(de)(de)(de)高鈦、鈮的(de)(de)(de)(de)碳化(hua)物(wu)(wu)沉淀存在。為了使此(ci)合金(jin)(jin)獲得(de)(de)最(zui)高強(qiang)度(du)(du)，固溶處理后可(ke)(ke)再(zai)進行雙(shuang)時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)，第(di)一次在718~746℃時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)8小(xiao)時(shi)(shi)，隨后以50℃/小(xiao)時(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)速度(du)(du)冷(leng)卻(que)到621℃,再(zai)進行保(bao)(bao)溫(wen)8小(xiao)時(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)第(di)二次時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)，隨后空冷(leng)。控制適宜的(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)時(shi)(shi)間，會由(you)于(yu)高鉻、鉬碳化(hua)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)減少(shao)獲得(de)(de)良(liang)好的(de)(de)(de)(de)耐點蝕(shi)、耐縫隙腐蝕(shi)和耐應力(li)腐蝕(shi)性能。

四、應用(yong)

 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。