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0Cr22Ni60Mo9Nb4 (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(yi)、化學成分(fen)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、 耐腐蝕性能

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)在(zai)(zai)大氣、天(tian)然水(shui)、海(hai)水(shui)、中(zhong)性(xing)鹽和堿等(deng)弱介(jie)質(zhi)(zhi)中(zhong)，基(ji)本上是無明(ming)顯(xian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的(de)。在(zai)(zai)更(geng)苛(ke)刻的(de)介(jie)質(zhi)(zhi)中(zhong)，由于鉻(ge)(ge)的(de)存在(zai)(zai)能耐(nai)(nai)氧(yang)化性(xing)酸，并抗高(gao)(gao)(gao)溫(wen)氧(yang)化；由于是鎳基(ji)且鉬含量(liang)(liang)高(gao)(gao)(gao)，因(yin)此(ci)(ci)又耐(nai)(nai)還(huan)原性(xing)酸介(jie)質(zhi)(zhi)。對于局(ju)部(bu)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)，高(gao)(gao)(gao)鉻(ge)(ge)、鉬量(liang)(liang)使此(ci)(ci)合金(jin)耐(nai)(nai)點蝕(shi)和縫(feng)隙腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)，高(gao)(gao)(gao)鎳、鉻(ge)(ge)量(liang)(liang)使此(ci)(ci)合金(jin)耐(nai)(nai)應力腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)；高(gao)(gao)(gao)鈮（鈦）量(liang)(liang)使此(ci)(ci)合金(jin)不易產(chan)生晶間腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)。

 1. 耐(nai)全面腐蝕性

  ①. 在(zai)硝(xiao)酸(suan)中(zhong) 在(zai)65%HNO3中(zhong)和沸騰(teng)溫度下，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. 在氫氟酸(suan)中用(yong)螢石與硫酸(suan)反應制取氫氟酸(suan)的(de)蒸發器，它的(de)襯里一(yi)般用(yong)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)制造。與此同(tong)時，蒸發器之(zhi)間的(de)管(guan)線、配件(jian)等也是采(cai)用(yong)此合(he)金(jin)。在HF氣(qi)提塔頂部掛片結果表明，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金(jin)的(de)全面腐(fu)蝕(shi)速率僅為0.075m/a。

  ⑤. 在(zai)含磷酸的一(yi)些(xie)介質中試驗(yan)指出，在(zai)55%H3PO4+0.8%HF 溶液(ye)中，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的腐蝕速率為0.412mm/a。

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

  ⑦. 在鹽(yan)酸(suan)中由于此(ci)合金鉬含量高(gao)，在室溫鹽(yan)酸(suan)中有一定的(de)耐蝕(shi)性(xing)。但溫度升高(gao)，耐蝕(shi)性(xing)下降。

 2. 耐局部腐蝕性(xing)

  ①. 耐晶(jing)間腐蝕性

  由于其鈮(ni)含量高，0Cr22Ni60o9Nb4 合(he)金(jin)具(ju)有非(fei)常好的(de)耐敏化態晶(jing)間腐蝕的(de)性(xing)能(neng)。正是由于0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金(jin)的(de)此(ci)種性(xing)能(neng)，因而(er)敏化處理或焊后，此(ci)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(rong)液中(zhong)，經(jing)120銷售(shou)試驗(yan)得出的(de)T-T-S(時間－溫度－敏（化(hua)）曲線(xian)。顯然，軟(ruan)化(hua)退(tui)火處(chu)理再經(jing)敏化(hua)較固溶(rong)處(chu)理再敏化(hua)的(de)00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合金晶間腐蝕(shi)敏感(gan)性要低得多，這與軟(ruan)化(hua)退(tui)火態經(jing)敏化(hua)后合金中(zhong)大量NbC先于鉻(ge)碳(tan)化(hua)物優先析出，防止(zhi)晶界貧(pin)鉻(ge)區的(de)形成有關。

 ②. 耐點蝕性 

  表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金等在兩 種酸介質(zhi)中的耐點蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)，可以看出0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在試(shi)驗條件下均(jun)有優良的耐點蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)，而0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合金則耐點蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)不良。

 ③. 縫隙腐蝕(shi) 

 表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等(deng)合(he)金的縫隙腐蝕試(shi)驗(yan)結(jie)果。顯然，在(zai)所試(shi)驗(yan)的條件下，625 和(he)625 plus 兩種合(he)金的耐(nai)縫隙腐蝕性能中625 plus稍優(you)，但二者(zhe)均顯著優(you)于718合(he)金。

 ④. 應力腐蝕(shi) 

  模擬實際(ji)使用環境(jing)對0Cr22Ni60Mo9Nb4等(deng)合金(jin)(jin)進行了幾(ji)種應(ying)力腐蝕(shi)(shi)試(shi)驗(yan)(yan)，結(jie)果(guo)見表。表系(xi)模擬深氣(qi)井(jing)條件(jian)，在高壓釜中進行試(shi)驗(yan)(yan)所取得的結(jie)果(guo)，在此(ci)條件(jian)下(xia)，表明無論(lun)是(shi)C型樣還是(shi)U型樣，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)(jin)的耐應(ying)力腐蝕(shi)(shi)性(xing)能都(dou)是(shi)最佳。

  表系在5%NaCl+0.5%醋酸＋H2S (按NACE TM-077)15%MgCb溶液(ye)沸(fei)騰溫度下進行試(shi)驗所取得的(de)結(jie)果。表的(de)結(jie)果表明(ming)，試(shi)驗的(de)合金耐應(ying)力腐(fu)蝕性(xing)(xing)能均良(liang)好(hao)，沒(mei)有斷裂產生(sheng)。而表的(de)結(jie)果表明(ming)，5%MgCl2沸(fei)騰條件下 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐應(ying)力腐(fu)出(chu)性(xing)(xing)能良(liang)好(hao)，且均優(you)于718合金。

 ⑤. 腐蝕疲勞 

   圖系0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金在室溫(wen)海水中的(de)腐蝕(shi)(shi)疲勞試(shi)驗(yan)結果(guo)，顯然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金的(de)腐蝕(shi)(shi)疲勞強度要(yao)高(gao)于所(suo)試(shi)驗(yan)的(de) Hastel-loy C和 Incoloy 800 以及通(tong)用不銹鋼304和316。

三、力學(xue)性能(neng)等其他(ta)性能(neng)

  1. 力(li)學性能

   一(yi)般使(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)溫度(du)(du)(du)≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金適用(yong)(yong)(yong)(yong)于冷、熱加工并退(tui)火(huo)后使(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)；使(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)溫度(du)(du)(du)高于650℃時，則退(tui)火(huo)或固溶態均可(ke)應用(yong)(yong)(yong)(yong)。對于有高溫蠕變或持久要求時，建議在(zai)(zai)固溶態使(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)；而(er)細晶粒合金則在(zai)(zai)≤ 816℃ 使(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)以及在(zai)(zai)對疲勞強度(du)(du)(du)、硬度(du)(du)(du)和瞬時強度(du)(du)(du)又要去的條件下使(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)。

  表系00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)力學性(xing)能。從(cong)表結果可知，此合(he)(he)金(jin)(jin)經732℃單(dan)時(shi)(shi)效(xiao)后(hou)屈(qu)服強(qiang)度(du)(du)(du)較低（690~793MPa),而(er)經雙時(shi)(shi)效(xiao)后(hou)，可獲得高(gao)(gao)達827~956MPa的(de)(de)(de)屈(qu)服強(qiang)度(du)(du)(du)且(qie)仍具有較高(gao)(gao)塑(su)性(xing)，雙時(shi)(shi)效(xiao)時(shi)(shi)，若將第一(yi)次時(shi)(shi)效(xiao)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)從(cong)718℃提高(gao)(gao)到746℃,則合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)硬度(du)(du)(du)也會有所提高(gao)(gao)。表3-5-109的(de)(de)(de)結果表明，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)經固(gu)溶(rong)處(chu)(chu)理(li)再(zai)經746℃x8h爐冷＋621℃ × 8小時(shi)(shi)空冷雙時(shi)(shi)效(xiao)處(chu)(chu)理(li)并(bing)在(zai)316℃保持1000小時(shi)(shi)后(hou)測定其(qi)性(xing)能，對此合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)抗張性(xing)能并(bing)無明顯影響；表的(de)(de)(de)結果系經時(shi)(shi)效(xiao)處(chu)(chu)理(li)的(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)和經冷加工變形量(liang)25%的(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)(jin)在(zai)232℃時(shi)(shi)的(de)(de)(de)抗拉性(xing)能，可以看出，與室(shi)溫(wen)(wen)性(xing)能相比，經冷加工變形提高(gao)(gao)強(qiang)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)(jin)其(qi)強(qiang)度(du)(du)(du)降(jiang)低明顯，而(er)經時(shi)(shi)效(xiao)處(chu)(chu)理(li)提高(gao)(gao)強(qiang)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)強(qiang)度(du)(du)(du)則降(jiang)低較少，表系0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)力學性(xing)能。

  2. 物理性能

  表列(lie)出了(le) 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的物(wu)理性(xing)能(neng) 

  3.  焊接性能

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金焊接性能良好。可采用(yong)通用(yong)的焊接方法，例如 GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和SAW以及SMAW(MMA)等，而不會遇到特殊困難。

  4. 冷熱加工及成型性(xing)能

  由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)較(jiao)高的高溫變形(xing)抗力，因此需要較(jiao)高的加(jia)熱溫度(du)，一般約為(wei)1170℃。大(da)量(liang)變形(xing)以在(zai)1170~1010℃為(wei)宜；微量(liang)變形(xing)可在(zai)930℃以上進行(xing)(xing)。此合金(jin)的冷(leng)加(jia)工(gong)和冷(leng)成型性(xing)亦佳；與其他(ta)高鎳、鉻、鉬(mu)合金(jin)性(xing)能相近(jin)。圖系(xi)合金(jin)冷(leng)變形(xing)量(liang)與硬度(du)的關系(xi)并與其他(ta)材料進行(xing)(xing)比(bi)較(jiao)的結果(guo)。由圖可知，由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)冷(leng)作硬化(hua)傾(qing)向較(jiao)大(da)，故進行(xing)(xing)冷(leng)加(jia)工(gong)和冷(leng)成型時(shi)要及時(shi)進行(xing)(xing)中間軟化(hua)退(tui)火處理。

  5. 熱(re)處理

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金用于(yu)(yu)高溫高強(qiang)度用途，系(xi)在(zai)約1120℃進行(xing)固溶處理(li)（合(he)金中含碳(tan)量～0.05%).用于(yu)(yu)耐濕態腐蝕(shi)用途（低碳(tan)量～0.03%)多采用軟(ruan)化(hua)退(tui)火(huo)處理(li)，溫度為950~1050℃(以～980℃為宜）；為了防止焊后的(de)晶間腐蝕(shi)傾向(xiang)，也可在(zai)900~1100℃進行(xing)穩定化(hua)處理(li)，由于(yu)(yu)NbC的(de)優先(xian)形成(cheng)可避免鉻碳(tan)化(hua)物形成(cheng)所(suo)導致的(de)晶界鉻貧(pin)化(hua)。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的(de)大截面(mian)棒(bang)材可在1025~1052℃加熱，保(bao)溫2~4小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)后(hou)快冷，此時(shi)(shi)可獲(huo)得充分再(zai)結(jie)晶，同時(shi)(shi)仍有穩定的(de)高鈦、鈮的(de)碳化(hua)物沉淀存在。為了使此合金獲(huo)得最高強(qiang)度，固溶處(chu)理后(hou)可再(zai)進(jin)行雙(shuang)時(shi)(shi)效，第一(yi)次(ci)在718~746℃時(shi)(shi)效8小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)，隨后(hou)以50℃/小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)的(de)速(su)度冷卻到621℃,再(zai)進(jin)行保(bao)溫8小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)的(de)第二次(ci)時(shi)(shi)效，隨后(hou)空(kong)冷。控制適宜(yi)的(de)時(shi)(shi)效時(shi)(shi)間，會由于高鉻、鉬碳化(hua)物的(de)減少獲(huo)得良好的(de)耐(nai)(nai)點蝕、耐(nai)(nai)縫隙(xi)腐蝕和(he)耐(nai)(nai)應力腐蝕性(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。