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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、化學(xue)成(cheng)分和組織特(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(shi)性能(neng)

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金在大氣、天然水、海(hai)水、中性鹽和(he)堿等(deng)弱介(jie)(jie)質中，基本上是(shi)無(wu)明顯腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)。在更苛刻的(de)介(jie)(jie)質中，由于(yu)鉻(ge)的(de)存在能耐(nai)氧化性酸，并(bing)抗高溫氧化；由于(yu)是(shi)鎳(nie)基且鉬含量高，因此又耐(nai)還原性酸介(jie)(jie)質。對于(yu)局部腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，高鉻(ge)、鉬量使此合(he)金耐(nai)點蝕(shi)(shi)(shi)和(he)縫隙腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，高鎳(nie)、鉻(ge)量使此合(he)金耐(nai)應力腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)；高鈮(ni)（鈦）量使此合(he)金不易產生晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。

 1. 耐全面腐蝕性

  ①. 在(zai)硝酸(suan)中 在(zai)65%HNO3中和(he)沸騰溫(wen)度(du)下，此合金固溶態(tai)腐蝕率(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(zai)(zai)氫氟酸中用螢(ying)石與硫酸反(fan)應(ying)制取氫氟酸的蒸發器，它的襯里一般用0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金制造。與此同時，蒸發器之間(jian)的管(guan)線、配件(jian)等也是采(cai)用此合(he)金。在(zai)(zai)HF氣提(ti)塔(ta)頂部掛片(pian)結果表(biao)明，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金的全(quan)面腐蝕速率僅為0.075m/a。

  ⑤. 在含(han)磷(lin)酸(suan)的一(yi)些(xie)介質(zhi)中試驗指出(chu)，在55%H3PO4+0.8%HF 溶液中，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金的腐蝕(shi)速率為(wei)0.412mm/a。

  ⑥. 在堿中(zhong)在實驗(yan)室內50%NaOH中(zhong)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金的年腐蝕(shi)速率為0.0125mm/a。經(jing)500小(xiao)時試驗(yan)，未(wei)見有(you)應力腐蝕(shi)產(chan)生。

  ⑦. 在(zai)鹽酸中由于此(ci)合金(jin)鉬含(han)量高，在(zai)室溫鹽酸中有(you)一定的耐蝕性。但溫度(du)升(sheng)高，耐蝕性下降。

 2. 耐(nai)局部腐蝕性

  ①. 耐(nai)晶間腐蝕性(xing)

  由于(yu)(yu)其鈮(ni)含量(liang)高，0Cr22Ni60o9Nb4 合(he)金具有非常好的(de)(de)耐(nai)敏(min)化態晶間(jian)腐蝕(shi)的(de)(de)性(xing)(xing)能。正(zheng)是由于(yu)(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金的(de)(de)此(ci)種性(xing)(xing)能，因而敏(min)化處理(li)或焊后，此(ci)合(he)金不需(xu)再進行固溶(rong)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(ye)中，經120銷售試驗得(de)出的T-T-S(時間－溫度－敏(min)（化(hua)(hua)）曲線。顯然，軟(ruan)化(hua)(hua)退火(huo)處理(li)(li)再經敏(min)化(hua)(hua)較固溶處理(li)(li)再敏(min)化(hua)(hua)的00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合金(jin)晶間腐蝕敏(min)感性要低得(de)多，這與(yu)軟(ruan)化(hua)(hua)退火(huo)態(tai)經敏(min)化(hua)(hua)后合金(jin)中大量NbC先于鉻碳化(hua)(hua)物優先析出，防止晶界貧鉻區的形成有關。

 ②. 耐點蝕性(xing) 

  表系(xi)0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金等(deng)在兩(liang) 種(zhong)酸介(jie)質中的耐點蝕(shi)性(xing)，可(ke)以看出(chu)0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在試驗(yan)條件下均有優良(liang)的耐點蝕(shi)性(xing)，而0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合(he)金則耐點蝕(shi)性(xing)不良(liang)。

 ③. 縫隙腐蝕 

 表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等合金(jin)的(de)縫(feng)隙腐蝕(shi)試驗結果(guo)。顯然，在所試驗的(de)條件下，625 和625 plus 兩種合金(jin)的(de)耐(nai)縫(feng)隙腐蝕(shi)性能中625 plus稍優，但二者(zhe)均顯著優于718合金(jin)。

 ④. 應力腐(fu)蝕 

  模擬(ni)實(shi)際使用環境(jing)對0Cr22Ni60Mo9Nb4等合(he)金(jin)進(jin)行了幾種應力(li)腐蝕試驗，結(jie)果見表。表系模擬(ni)深氣井條(tiao)件，在高壓釜(fu)中進(jin)行試驗所(suo)取得的結(jie)果，在此條(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(jin)的耐應力(li)腐蝕性能都是(shi)最佳。

  表(biao)(biao)系(xi)在5%NaCl+0.5%醋酸＋H2S (按NACE TM-077)15%MgCb溶液(ye)沸騰溫(wen)度下(xia)進(jin)行試(shi)驗所取得的(de)結果(guo)。表(biao)(biao)的(de)結果(guo)表(biao)(biao)明(ming)，試(shi)驗的(de)合(he)金耐應(ying)(ying)力腐蝕性能均(jun)良(liang)好(hao)，沒有斷(duan)裂產(chan)生。而表(biao)(biao)的(de)結果(guo)表(biao)(biao)明(ming)，5%MgCl2沸騰條件下(xia) 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和(he) 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐應(ying)(ying)力腐出性能良(liang)好(hao)，且均(jun)優于718合(he)金。

 ⑤. 腐蝕(shi)疲勞 

   圖系(xi)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)在室溫海(hai)水中(zhong)的腐蝕(shi)疲勞(lao)(lao)試驗結果(guo)，顯然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)的腐蝕(shi)疲勞(lao)(lao)強度要高(gao)于(yu)所試驗的 Hastel-loy C和(he) Incoloy 800 以及通用不銹(xiu)鋼(gang)304和(he)316。

三(san)、力(li)學性能等其(qi)他(ta)性能

  1. 力學性(xing)能

   一般使(shi)(shi)用(yong)(yong)溫(wen)(wen)度≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)適用(yong)(yong)于(yu)(yu)冷、熱加工并(bing)退火后使(shi)(shi)用(yong)(yong)；使(shi)(shi)用(yong)(yong)溫(wen)(wen)度高(gao)于(yu)(yu)650℃時，則退火或固(gu)溶(rong)態(tai)均可應用(yong)(yong)。對于(yu)(yu)有(you)高(gao)溫(wen)(wen)蠕變或持久要求時，建議(yi)在(zai)固(gu)溶(rong)態(tai)使(shi)(shi)用(yong)(yong)；而細晶粒(li)合金(jin)則在(zai)≤ 816℃ 使(shi)(shi)用(yong)(yong)以及在(zai)對疲(pi)勞強(qiang)度、硬度和瞬時強(qiang)度又要去的(de)條(tiao)件下使(shi)(shi)用(yong)(yong)。

  表(biao)系(xi)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)的(de)(de)(de)(de)力學性(xing)(xing)能(neng)。從表(biao)結(jie)果可(ke)(ke)知(zhi)，此(ci)合金(jin)經(jing)732℃單時(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)后屈服(fu)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)較低（690~793MPa),而經(jing)雙時(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)后，可(ke)(ke)獲得高(gao)(gao)達827~956MPa的(de)(de)(de)(de)屈服(fu)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)且仍具有較高(gao)(gao)塑(su)性(xing)(xing)，雙時(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)，若將(jiang)第一次時(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)溫度(du)從718℃提高(gao)(gao)到746℃,則(ze)合金(jin)的(de)(de)(de)(de)硬度(du)也會有所提高(gao)(gao)。表(biao)3-5-109的(de)(de)(de)(de)結(jie)果表(biao)明，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)經(jing)固溶(rong)處理(li)再經(jing)746℃x8h爐冷＋621℃ × 8小時(shi)空冷雙時(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)處理(li)并在(zai)316℃保持1000小時(shi)后測定其(qi)性(xing)(xing)能(neng)，對此(ci)合金(jin)的(de)(de)(de)(de)抗張(zhang)性(xing)(xing)能(neng)并無(wu)明顯(xian)(xian)影響；表(biao)的(de)(de)(de)(de)結(jie)果系(xi)經(jing)時(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)處理(li)的(de)(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)和經(jing)冷加(jia)工變形(xing)量25%的(de)(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)在(zai)232℃時(shi)的(de)(de)(de)(de)抗拉性(xing)(xing)能(neng)，可(ke)(ke)以看(kan)出(chu)，與室溫性(xing)(xing)能(neng)相比，經(jing)冷加(jia)工變形(xing)提高(gao)(gao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)的(de)(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)其(qi)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)降(jiang)低明顯(xian)(xian)，而經(jing)時(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)處理(li)提高(gao)(gao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)的(de)(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)的(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)則(ze)降(jiang)低較少，表(biao)系(xi)0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)的(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫力學性(xing)(xing)能(neng)。

  2. 物理性(xing)能

  表列(lie)出(chu)了 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的物理(li)性能(neng) 

  3.  焊接性能

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金焊接性能良好。可采(cai)用通用的焊接方法，例如 GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和SAW以及(ji)SMAW(MMA)等(deng)，而不會(hui)遇到(dao)特(te)殊困難。

  4. 冷(leng)熱加工及成型性能

  由(you)于(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)(jin)(jin)較(jiao)(jiao)高的(de)(de)(de)高溫變形抗力，因此需(xu)要較(jiao)(jiao)高的(de)(de)(de)加(jia)熱溫度，一般約為1170℃。大量變形以在1170~1010℃為宜；微(wei)量變形可(ke)(ke)在930℃以上(shang)進行(xing)。此合(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)冷(leng)(leng)加(jia)工和冷(leng)(leng)成型性亦佳(jia)；與(yu)其(qi)他高鎳(nie)、鉻、鉬(mu)合(he)金(jin)(jin)(jin)性能(neng)相近。圖(tu)系合(he)金(jin)(jin)(jin)冷(leng)(leng)變形量與(yu)硬度的(de)(de)(de)關(guan)系并與(yu)其(qi)他材料(liao)進行(xing)比(bi)較(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)結(jie)果。由(you)圖(tu)可(ke)(ke)知，由(you)于(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)(jin)(jin)冷(leng)(leng)作硬化傾向較(jiao)(jiao)大，故進行(xing)冷(leng)(leng)加(jia)工和冷(leng)(leng)成型時要及時進行(xing)中(zhong)間軟化退火處(chu)理。

  5. 熱處理

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金用于(yu)(yu)高溫高強度用途(tu)，系在(zai)約(yue)1120℃進(jin)行固溶(rong)處(chu)理（合(he)(he)金中含碳量(liang)～0.05%).用于(yu)(yu)耐濕態腐蝕用途(tu)（低(di)碳量(liang)～0.03%)多(duo)采用軟化(hua)退(tui)火處(chu)理，溫度為950~1050℃(以～980℃為宜(yi)）；為了防止焊(han)后的(de)晶(jing)間腐蝕傾(qing)向，也可在(zai)900~1100℃進(jin)行穩定化(hua)處(chu)理，由于(yu)(yu)NbC的(de)優先(xian)形成可避免鉻(ge)碳化(hua)物形成所導致的(de)晶(jing)界鉻(ge)貧化(hua)。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)的(de)(de)大(da)截面棒材可(ke)在(zai)(zai)1025~1052℃加熱(re)，保溫(wen)(wen)2~4小時(shi)后(hou)快冷，此(ci)時(shi)可(ke)獲得(de)充分再(zai)結晶(jing)，同(tong)時(shi)仍(reng)有穩(wen)定的(de)(de)高鈦、鈮的(de)(de)碳(tan)化物沉淀存在(zai)(zai)。為了使(shi)此(ci)合金(jin)獲得(de)最(zui)高強(qiang)度，固(gu)溶處理后(hou)可(ke)再(zai)進(jin)行雙時(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)，第一(yi)次在(zai)(zai)718~746℃時(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)8小時(shi)，隨(sui)后(hou)以(yi)50℃/小時(shi)的(de)(de)速度冷卻到(dao)621℃,再(zai)進(jin)行保溫(wen)(wen)8小時(shi)的(de)(de)第二(er)次時(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)，隨(sui)后(hou)空冷。控制(zhi)適宜(yi)的(de)(de)時(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)間，會由(you)于高鉻、鉬碳(tan)化物的(de)(de)減(jian)少獲得(de)良好(hao)的(de)(de)耐(nai)(nai)點蝕(shi)、耐(nai)(nai)縫隙腐蝕(shi)和(he)耐(nai)(nai)應力(li)腐蝕(shi)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。