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GH 3625（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(er)、 耐腐蝕(shi)性(xing)能

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)在大氣、天然水、海水、中(zhong)性鹽和(he)堿等弱介質中(zhong)，基(ji)本上是無(wu)明顯腐蝕(shi)的。在更苛(ke)刻的介質中(zhong)，由(you)于鉻的存在能耐(nai)氧化性酸，并(bing)抗高(gao)(gao)溫氧化；由(you)于是鎳(nie)基(ji)且鉬含量(liang)(liang)高(gao)(gao)，因此(ci)又(you)耐(nai)還原性酸介質。對于局部腐蝕(shi)，高(gao)(gao)鉻、鉬量(liang)(liang)使(shi)此(ci)合(he)(he)金(jin)耐(nai)點蝕(shi)和(he)縫隙腐蝕(shi)，高(gao)(gao)鎳(nie)、鉻量(liang)(liang)使(shi)此(ci)合(he)(he)金(jin)耐(nai)應力腐蝕(shi)；高(gao)(gao)鈮(ni)（鈦）量(liang)(liang)使(shi)此(ci)合(he)(he)金(jin)不易產(chan)生晶間腐蝕(shi)。

 1. 耐全面(mian)腐蝕性

  ①. 在硝酸中(zhong) 在65%HNO3中(zhong)和沸(fei)騰溫度(du)下(xia)，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. 在氫氟酸中用(yong)螢石與硫(liu)酸反應制(zhi)取(qu)氫氟酸的(de)蒸發(fa)器，它(ta)的(de)襯(chen)里一(yi)般用(yong)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)制(zhi)造。與此(ci)同時(shi)，蒸發(fa)器之間的(de)管線、配(pei)件等也是采用(yong)此(ci)合(he)金(jin)。在HF氣提(ti)塔頂(ding)部掛片結果表明，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金(jin)的(de)全面腐蝕(shi)速(su)率僅(jin)為0.075m/a。

  ⑤. 在含磷酸的一(yi)些介(jie)質中試驗指出(chu)，在55%H3PO4+0.8%HF 溶液中，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的腐蝕速(su)率為0.412mm/a。

  ⑥. 在堿中在實驗室內50%NaOH中0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的年腐蝕(shi)(shi)速率為0.0125mm/a。經500小時(shi)試(shi)驗，未見有應力(li)腐蝕(shi)(shi)產生。

  ⑦. 在(zai)鹽酸(suan)中由于此(ci)合金鉬(mu)含量(liang)高(gao)，在(zai)室溫鹽酸(suan)中有一定(ding)的(de)耐蝕性。但溫度升高(gao)，耐蝕性下降。

 2. 耐局部腐蝕性

  ①. 耐晶間腐蝕性

  由于(yu)其鈮含量高，0Cr22Ni60o9Nb4 合(he)金(jin)(jin)具(ju)有非常好的(de)耐敏(min)(min)化(hua)態(tai)晶間腐(fu)蝕的(de)性能(neng)。正是(shi)由于(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金(jin)(jin)的(de)此種性能(neng)，因(yin)而敏(min)(min)化(hua)處(chu)(chu)理(li)或焊后，此合(he)金(jin)(jin)不(bu)需再進(jin)行固溶(rong)處(chu)(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)。

  根據在ASTM G28A溶(rong)液中，經(jing)120銷售試驗得(de)出的T-T-S(時間－溫度－敏（化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)）曲線。顯然(ran)，軟(ruan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)退(tui)火(huo)處理再經(jing)敏化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)較(jiao)固溶(rong)處理再敏化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)的00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合金(jin)晶(jing)間腐蝕敏感性要低得(de)多(duo)，這與軟(ruan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)退(tui)火(huo)態(tai)經(jing)敏化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)后合金(jin)中大量NbC先(xian)于鉻(ge)碳化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)優先(xian)析(xi)出，防止(zhi)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(he)(he)金(jin)(jin)等在兩 種酸介質中的(de)耐點蝕(shi)性(xing)，可以看出0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在試驗條件下均有優良(liang)的(de)耐點蝕(shi)性(xing)，而0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合(he)(he)金(jin)(jin)則(ze)耐點蝕(shi)性(xing)不良(liang)。

 ③. 縫隙腐蝕 

 表(biao)系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等合金的(de)縫隙(xi)腐(fu)蝕(shi)試驗結果。顯然，在所試驗的(de)條(tiao)件下，625 和625 plus 兩(liang)種合金的(de)耐縫隙(xi)腐(fu)蝕(shi)性能中(zhong)625 plus稍優(you)，但二者均(jun)顯著(zhu)優(you)于718合金。

 ④. 應力(li)腐蝕 

  模擬實(shi)際(ji)使(shi)用環境對0Cr22Ni60Mo9Nb4等合金進行(xing)了(le)幾種應力(li)腐(fu)蝕試(shi)驗(yan)，結果(guo)見表(biao)。表(biao)系模擬深氣井條件，在高壓釜(fu)中進行(xing)試(shi)驗(yan)所取得的結果(guo)，在此條件下(xia)，表(biao)明無論是(shi)C型樣(yang)還是(shi)U型樣(yang)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的耐應力(li)腐(fu)蝕性(xing)能都(dou)是(shi)最佳(jia)。

  表系在5%NaCl+0.5%醋酸＋H2S (按NACE TM-077)15%MgCb溶液(ye)沸騰(teng)溫(wen)度(du)下(xia)進(jin)行(xing)試驗所(suo)取得的結(jie)果(guo)。表的結(jie)果(guo)表明，試驗的合(he)(he)金耐(nai)應力腐蝕性能均良(liang)好，沒有斷裂產生。而表的結(jie)果(guo)表明，5%MgCl2沸騰(teng)條件下(xia) 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐(nai)應力腐出性能良(liang)好，且(qie)均優于(yu)718合(he)(he)金。

 ⑤. 腐蝕疲勞 

   圖系0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)在室溫海(hai)水中的(de)腐(fu)蝕(shi)疲(pi)勞(lao)試驗(yan)結果，顯然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)的(de)腐(fu)蝕(shi)疲(pi)勞(lao)強度(du)要(yao)高(gao)于所(suo)試驗(yan)的(de) Hastel-loy C和(he) Incoloy 800 以及通用不(bu)銹鋼304和(he)316。

三(san)、力學性(xing)能等其他性(xing)能

  1. 力學性能(neng)

   一般(ban)使(shi)(shi)用溫(wen)度≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金適(shi)用于(yu)冷、熱加工并退(tui)火后使(shi)(shi)用；使(shi)(shi)用溫(wen)度高于(yu)650℃時(shi)(shi)，則退(tui)火或(huo)固(gu)溶態均可應(ying)用。對于(yu)有(you)高溫(wen)蠕變或(huo)持久要(yao)(yao)求(qiu)時(shi)(shi)，建議在固(gu)溶態使(shi)(shi)用；而細晶粒合(he)金則在≤ 816℃ 使(shi)(shi)用以及在對疲勞強度、硬度和瞬(shun)時(shi)(shi)強度又要(yao)(yao)去的(de)條件下使(shi)(shi)用。

  表(biao)(biao)系(xi)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)力(li)學性能(neng)。從表(biao)(biao)結(jie)果可知，此合(he)金(jin)(jin)(jin)經(jing)(jing)(jing)732℃單(dan)時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)后屈(qu)(qu)服(fu)強(qiang)度(du)較(jiao)低（690~793MPa),而(er)經(jing)(jing)(jing)雙時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)后，可獲得高(gao)達827~956MPa的(de)(de)(de)屈(qu)(qu)服(fu)強(qiang)度(du)且仍具有較(jiao)高(gao)塑(su)性，雙時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)，若將(jiang)第一次時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)溫度(du)從718℃提(ti)高(gao)到746℃,則(ze)合(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)硬(ying)度(du)也會有所(suo)提(ti)高(gao)。表(biao)(biao)3-5-109的(de)(de)(de)結(jie)果表(biao)(biao)明(ming)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)(jin)(jin)經(jing)(jing)(jing)固溶處(chu)(chu)理再經(jing)(jing)(jing)746℃x8h爐(lu)冷(leng)＋621℃ × 8小時(shi)(shi)(shi)(shi)空冷(leng)雙時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)處(chu)(chu)理并在316℃保持1000小時(shi)(shi)(shi)(shi)后測定其性能(neng)，對(dui)此合(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)抗張性能(neng)并無明(ming)顯影響(xiang)；表(biao)(biao)的(de)(de)(de)結(jie)果系(xi)經(jing)(jing)(jing)時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)處(chu)(chu)理的(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)(jin)(jin)和經(jing)(jing)(jing)冷(leng)加(jia)工變形量25%的(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)(jin)(jin)在232℃時(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)抗拉性能(neng)，可以(yi)看出，與室溫性能(neng)相比(bi)，經(jing)(jing)(jing)冷(leng)加(jia)工變形提(ti)高(gao)強(qiang)度(du)的(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)(jin)(jin)其強(qiang)度(du)降低明(ming)顯，而(er)經(jing)(jing)(jing)時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)處(chu)(chu)理提(ti)高(gao)強(qiang)度(du)的(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)強(qiang)度(du)則(ze)降低較(jiao)少，表(biao)(biao)系(xi)0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)高(gao)溫力(li)學性能(neng)。

  2. 物理(li)性能

  表列出(chu)了 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的物理性能(neng) 

  3.  焊接性(xing)能

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金焊(han)接性能良好(hao)。可采用通用的焊(han)接方法(fa)，例(li)如 GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和SAW以(yi)及SMAW(MMA)等，而不會遇到特殊困難。

  4. 冷熱加工(gong)及成型性能

  由于(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4合金較(jiao)高(gao)的高(gao)溫變形抗力，因(yin)此需要較(jiao)高(gao)的加(jia)熱溫度，一般約為1170℃。大量(liang)變形以在1170~1010℃為宜；微量(liang)變形可在930℃以上(shang)進(jin)行(xing)。此合金的冷(leng)(leng)加(jia)工和冷(leng)(leng)成型(xing)性(xing)亦佳；與(yu)其(qi)他高(gao)鎳、鉻、鉬合金性(xing)能相近。圖(tu)系合金冷(leng)(leng)變形量(liang)與(yu)硬度的關系并與(yu)其(qi)他材料進(jin)行(xing)比(bi)較(jiao)的結果。由圖(tu)可知，由于(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4合金冷(leng)(leng)作硬化(hua)傾(qing)向(xiang)較(jiao)大，故進(jin)行(xing)冷(leng)(leng)加(jia)工和冷(leng)(leng)成型(xing)時(shi)要及時(shi)進(jin)行(xing)中間軟化(hua)退火處理。

  5. 熱處理(li)

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)用于(yu)高溫高強度用途，系(xi)在約1120℃進行固溶處理（合(he)金(jin)中含碳量～0.05%).用于(yu)耐濕態腐蝕用途（低碳量～0.03%)多采(cai)用軟化退火處理，溫度為950~1050℃(以～980℃為宜）；為了防止焊后的(de)晶(jing)間腐蝕傾向，也可(ke)在900~1100℃進行穩定化處理，由于(yu)NbC的(de)優先(xian)形(xing)(xing)成可(ke)避免(mian)鉻(ge)(ge)碳化物形(xing)(xing)成所(suo)導致的(de)晶(jing)界鉻(ge)(ge)貧化。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金的大截面棒材可在1025~1052℃加熱(re)，保(bao)溫(wen)2~4小(xiao)時(shi)(shi)(shi)后快冷(leng)，此時(shi)(shi)(shi)可獲得(de)充分再結(jie)晶(jing)，同時(shi)(shi)(shi)仍有穩(wen)定的高(gao)鈦、鈮的碳化(hua)物沉淀存在。為了使此合(he)金獲得(de)最高(gao)強度(du)(du)，固溶處理后可再進(jin)行雙(shuang)時(shi)(shi)(shi)效，第一次(ci)在718~746℃時(shi)(shi)(shi)效8小(xiao)時(shi)(shi)(shi)，隨后以50℃/小(xiao)時(shi)(shi)(shi)的速度(du)(du)冷(leng)卻(que)到(dao)621℃,再進(jin)行保(bao)溫(wen)8小(xiao)時(shi)(shi)(shi)的第二(er)次(ci)時(shi)(shi)(shi)效，隨后空冷(leng)。控制適宜的時(shi)(shi)(shi)效時(shi)(shi)(shi)間，會(hui)由(you)于高(gao)鉻、鉬碳化(hua)物的減少獲得(de)良(liang)好(hao)的耐(nai)(nai)點蝕(shi)(shi)、耐(nai)(nai)縫(feng)隙腐蝕(shi)(shi)和耐(nai)(nai)應力腐蝕(shi)(shi)性(xing)能。

四、應(ying)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。