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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(xue)成分和組織特點(dian)

 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)(jin)(jin)在(zai)大氣、天然水、海(hai)水、中(zhong)性(xing)鹽(yan)和堿等弱介(jie)質中(zhong)，基(ji)本(ben)上是無(wu)明(ming)顯(xian)腐蝕的。在(zai)更苛(ke)刻(ke)的介(jie)質中(zhong)，由于(yu)鉻(ge)的存在(zai)能耐(nai)氧化性(xing)酸，并抗高溫(wen)氧化；由于(yu)是鎳基(ji)且鉬含量(liang)高，因(yin)此(ci)又(you)耐(nai)還(huan)原性(xing)酸介(jie)質。對(dui)于(yu)局部腐蝕，高鉻(ge)、鉬量(liang)使(shi)此(ci)合金(jin)(jin)(jin)耐(nai)點蝕和縫隙(xi)腐蝕，高鎳、鉻(ge)量(liang)使(shi)此(ci)合金(jin)(jin)(jin)耐(nai)應力腐蝕；高鈮（鈦）量(liang)使(shi)此(ci)合金(jin)(jin)(jin)不易產(chan)生(sheng)晶(jing)間腐蝕。

 1. 耐全面(mian)腐蝕性

  ①. 在硝酸(suan)中 在65%HNO3中和(he)沸騰溫(wen)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(qing)(qing)氟酸中用螢石(shi)與硫酸反應制取氫(qing)(qing)氟酸的蒸(zheng)發器，它的襯里一般(ban)用0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金制造。與此同時，蒸(zheng)發器之間的管線、配件等也是(shi)采用此合(he)(he)金。在HF氣提(ti)塔頂部掛片(pian)結果(guo)表明，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)(he)金的全面腐蝕速率僅為0.075m/a。

  ⑤. 在含(han)磷酸的(de)一些介(jie)質中試驗指(zhi)出，在55%H3PO4+0.8%HF 溶(rong)液(ye)中，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的(de)腐(fu)蝕速率為0.412mm/a。

  ⑥. 在堿中(zhong)在實驗(yan)室(shi)內50%NaOH中(zhong)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的(de)年腐蝕速(su)率為0.0125mm/a。經500小時試(shi)驗(yan)，未見有應(ying)力腐蝕產生(sheng)。

  ⑦. 在(zai)(zai)鹽酸(suan)中由于此(ci)合金鉬含量高，在(zai)(zai)室溫(wen)鹽酸(suan)中有一定的耐蝕(shi)性。但溫(wen)度(du)升高，耐蝕(shi)性下(xia)降。

 2. 耐局(ju)部腐蝕性

  ①. 耐晶間腐蝕(shi)性

  由于其(qi)鈮含量高，0Cr22Ni60o9Nb4 合(he)金具有非常好(hao)的耐敏(min)化(hua)態(tai)晶間腐蝕的性能(neng)。正是由于0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金的此(ci)種性能(neng)，因而敏(min)化(hua)處(chu)理(li)或(huo)焊后，此(ci)合(he)金不需(xu)再進行固溶(rong)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(gen)據在(zai)ASTM G28A溶液中(zhong)，經120銷售試驗得(de)出(chu)的T-T-S(時間(jian)－溫度－敏(min)(min)（化）曲線。顯然，軟化退火處(chu)理(li)再(zai)經敏(min)(min)化較固溶處(chu)理(li)再(zai)敏(min)(min)化的00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合金晶(jing)間(jian)腐蝕敏(min)(min)感(gan)性要低得(de)多，這與軟化退火態(tai)經敏(min)(min)化后合金中(zhong)大量NbC先(xian)于(yu)鉻(ge)碳化物優先(xian)析出(chu)，防止晶(jing)界貧鉻(ge)區的形成有關。

 ②. 耐點蝕性 

  表系(xi)0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)等在兩 種酸介質中的耐(nai)點蝕(shi)性，可以(yi)看出0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在試驗條件下均有優良(liang)的耐(nai)點蝕(shi)性，而0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合金(jin)則耐(nai)點蝕(shi)性不良(liang)。

 ③. 縫隙腐蝕 

 表(biao)系0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等合(he)金的縫隙(xi)腐蝕試驗(yan)結(jie)果。顯然，在(zai)所(suo)試驗(yan)的條件下，625 和(he)625 plus 兩種合(he)金的耐縫隙(xi)腐蝕性能(neng)中625 plus稍優(you)，但二者均顯著(zhu)優(you)于(yu)718合(he)金。

 ④. 應力(li)腐蝕 

  模擬實際使用(yong)環境對(dui)0Cr22Ni60Mo9Nb4等合金(jin)進行了幾種(zhong)應(ying)力(li)腐(fu)蝕試驗(yan)(yan)，結(jie)果見(jian)表(biao)。表(biao)系模擬深氣(qi)井(jing)條件(jian)，在高(gao)壓釜中進行試驗(yan)(yan)所取得的(de)結(jie)果，在此條件(jian)下，表(biao)明無論是(shi)(shi)C型(xing)樣還是(shi)(shi)U型(xing)樣，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)的(de)耐應(ying)力(li)腐(fu)蝕性能都是(shi)(shi)最佳。

  表(biao)系(xi)在5%NaCl+0.5%醋酸＋H2S (按NACE TM-077)15%MgCb溶液沸(fei)騰(teng)溫度下進行試驗所取得的結果。表(biao)的結果表(biao)明，試驗的合金耐應力腐(fu)蝕(shi)性能(neng)均良好，沒有斷裂產(chan)生。而(er)表(biao)的結果表(biao)明，5%MgCl2沸(fei)騰(teng)條(tiao)件下 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐應力腐(fu)出性能(neng)良好，且(qie)均優于718合金。

 ⑤. 腐(fu)蝕疲勞 

   圖系(xi)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金(jin)在室溫海水中的(de)腐(fu)蝕疲勞試(shi)驗結(jie)果，顯然(ran)，0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)的(de)腐(fu)蝕疲勞強度(du)要高于所試(shi)驗的(de) Hastel-loy C和 Incoloy 800 以及通(tong)用(yong)不(bu)銹(xiu)鋼304和316。

三、力(li)學性(xing)能等其(qi)他性(xing)能

  1. 力(li)學性能

   一般使用(yong)溫(wen)度(du)(du)≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金適用(yong)于冷、熱加工并(bing)退火后使用(yong)；使用(yong)溫(wen)度(du)(du)高于650℃時(shi)，則退火或固溶(rong)(rong)態均可應用(yong)。對于有高溫(wen)蠕變或持久要求時(shi)，建議在固溶(rong)(rong)態使用(yong)；而細晶粒合金則在≤ 816℃ 使用(yong)以及在對疲勞強(qiang)度(du)(du)、硬度(du)(du)和瞬時(shi)強(qiang)度(du)(du)又要去的條件(jian)下使用(yong)。

  表(biao)(biao)(biao)(biao)系00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)力學性能(neng)(neng)。從(cong)表(biao)(biao)(biao)(biao)結果可知，此合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)經(jing)(jing)(jing)732℃單時(shi)效后(hou)(hou)屈服強(qiang)(qiang)度(du)較(jiao)(jiao)低(di)(di)（690~793MPa),而(er)經(jing)(jing)(jing)雙時(shi)效后(hou)(hou)，可獲(huo)得(de)高(gao)(gao)達827~956MPa的(de)(de)(de)(de)屈服強(qiang)(qiang)度(du)且仍具有(you)較(jiao)(jiao)高(gao)(gao)塑(su)性，雙時(shi)效時(shi)，若將第(di)一(yi)次時(shi)效溫(wen)度(du)從(cong)718℃提(ti)(ti)高(gao)(gao)到746℃,則合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)硬度(du)也會有(you)所提(ti)(ti)高(gao)(gao)。表(biao)(biao)(biao)(biao)3-5-109的(de)(de)(de)(de)結果表(biao)(biao)(biao)(biao)明(ming)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)經(jing)(jing)(jing)固溶(rong)處(chu)理(li)再經(jing)(jing)(jing)746℃x8h爐冷(leng)(leng)(leng)＋621℃ × 8小(xiao)時(shi)空冷(leng)(leng)(leng)雙時(shi)效處(chu)理(li)并在(zai)316℃保持1000小(xiao)時(shi)后(hou)(hou)測定其性能(neng)(neng)，對此合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)抗(kang)張性能(neng)(neng)并無明(ming)顯影響；表(biao)(biao)(biao)(biao)的(de)(de)(de)(de)結果系經(jing)(jing)(jing)時(shi)效處(chu)理(li)的(de)(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)和經(jing)(jing)(jing)冷(leng)(leng)(leng)加工變(bian)形量25%的(de)(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)在(zai)232℃時(shi)的(de)(de)(de)(de)抗(kang)拉性能(neng)(neng)，可以看出(chu)，與室溫(wen)性能(neng)(neng)相比，經(jing)(jing)(jing)冷(leng)(leng)(leng)加工變(bian)形提(ti)(ti)高(gao)(gao)強(qiang)(qiang)度(du)的(de)(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)其強(qiang)(qiang)度(du)降低(di)(di)明(ming)顯，而(er)經(jing)(jing)(jing)時(shi)效處(chu)理(li)提(ti)(ti)高(gao)(gao)強(qiang)(qiang)度(du)的(de)(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度(du)則降低(di)(di)較(jiao)(jiao)少，表(biao)(biao)(biao)(biao)系0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)力學性能(neng)(neng)。

  2. 物(wu)理性(xing)能

  表(biao)列出了 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金的物(wu)理性能 

  3.  焊接性能(neng)

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金焊(han)接(jie)性能(neng)良好。可采(cai)用(yong)通用(yong)的焊(han)接(jie)方(fang)法(fa)，例如 GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和SAW以及SMAW(MMA)等(deng)，而不會(hui)遇到(dao)特殊困難。

  4. 冷(leng)熱加(jia)工(gong)及成型性能

  由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合金較高(gao)的(de)高(gao)溫(wen)變形抗力，因此需要較高(gao)的(de)加熱溫(wen)度，一般(ban)約(yue)為(wei)1170℃。大量變形以(yi)在(zai)1170~1010℃為(wei)宜；微量變形可(ke)在(zai)930℃以(yi)上進行。此合金的(de)冷(leng)加工和(he)(he)冷(leng)成(cheng)(cheng)型(xing)性亦佳；與其他高(gao)鎳(nie)、鉻(ge)、鉬(mu)合金性能相近。圖系合金冷(leng)變形量與硬度的(de)關系并與其他材料進行比較的(de)結果。由圖可(ke)知，由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合金冷(leng)作硬化傾(qing)向較大，故進行冷(leng)加工和(he)(he)冷(leng)成(cheng)(cheng)型(xing)時要及時進行中間軟(ruan)化退火(huo)處理。

  5. 熱處(chu)理

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合金用(yong)于(yu)高(gao)溫高(gao)強度(du)用(yong)途，系在(zai)(zai)約1120℃進(jin)行固(gu)溶處理（合金中含碳(tan)量(liang)～0.05%).用(yong)于(yu)耐濕態腐(fu)蝕用(yong)途（低碳(tan)量(liang)～0.03%)多采用(yong)軟化退火處理，溫度(du)為950~1050℃(以～980℃為宜）；為了防止焊后的(de)晶(jing)間腐(fu)蝕傾向，也可(ke)在(zai)(zai)900~1100℃進(jin)行穩(wen)定化處理，由于(yu)NbC的(de)優(you)先形成可(ke)避(bi)免(mian)鉻(ge)碳(tan)化物形成所導致的(de)晶(jing)界鉻(ge)貧化。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的(de)(de)(de)大截面棒材可(ke)在1025~1052℃加熱，保溫(wen)(wen)2~4小時(shi)后快冷(leng)，此時(shi)可(ke)獲得(de)充分再結晶，同時(shi)仍有穩定的(de)(de)(de)高(gao)鈦、鈮的(de)(de)(de)碳化物沉淀存在。為(wei)了使此合金獲得(de)最(zui)高(gao)強度，固溶處理后可(ke)再進行(xing)雙時(shi)效，第(di)一次(ci)在718~746℃時(shi)效8小時(shi)，隨后以50℃/小時(shi)的(de)(de)(de)速度冷(leng)卻到(dao)621℃,再進行(xing)保溫(wen)(wen)8小時(shi)的(de)(de)(de)第(di)二次(ci)時(shi)效，隨后空冷(leng)。控(kong)制適(shi)宜的(de)(de)(de)時(shi)效時(shi)間，會由于高(gao)鉻(ge)、鉬碳化物的(de)(de)(de)減少(shao)獲得(de)良好的(de)(de)(de)耐(nai)點蝕、耐(nai)縫隙(xi)腐蝕和(he)耐(nai)應力腐蝕性能。

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。