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NS 336 (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、化學成(cheng)分和組織(zhi)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)性能

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金在(zai)大(da)氣、天然水(shui)、海水(shui)、中(zhong)(zhong)性鹽和堿(jian)等弱介質(zhi)中(zhong)(zhong)，基本上是(shi)無明(ming)顯(xian)腐蝕(shi)(shi)的。在(zai)更苛刻的介質(zhi)中(zhong)(zhong)，由(you)(you)于鉻的存在(zai)能耐氧化(hua)性酸，并(bing)抗高(gao)溫氧化(hua)；由(you)(you)于是(shi)鎳基且鉬含量(liang)高(gao)，因此又耐還原性酸介質(zhi)。對(dui)于局部腐蝕(shi)(shi)，高(gao)鉻、鉬量(liang)使此合(he)(he)金耐點蝕(shi)(shi)和縫隙(xi)腐蝕(shi)(shi)，高(gao)鎳、鉻量(liang)使此合(he)(he)金耐應力腐蝕(shi)(shi)；高(gao)鈮（鈦）量(liang)使此合(he)(he)金不易產(chan)生晶(jing)間腐蝕(shi)(shi)。

 1. 耐全面(mian)腐(fu)蝕(shi)性

  ①. 在硝酸中 在65%HNO3中和沸(fei)騰溫度下，此(ci)合金固溶態腐蝕(shi)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)氫氟酸中用螢(ying)石與硫(liu)酸反應制取氫氟酸的蒸發器，它的襯里一(yi)般(ban)用0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)制造。與此同時(shi)，蒸發器之間的管線(xian)、配件等也是采用此合金(jin)。在(zai)HF氣(qi)提(ti)塔頂部(bu)掛(gua)片結果(guo)表(biao)明，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的全面(mian)腐蝕(shi)速(su)率僅(jin)為0.075m/a。

  ⑤. 在(zai)含磷酸的(de)(de)一些介質中試驗指出，在(zai)55%H3PO4+0.8%HF 溶液(ye)中，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的(de)(de)腐蝕速(su)率(lv)為(wei)0.412mm/a。

  ⑥. 在堿中在實(shi)驗室(shi)內50%NaOH中0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的年腐蝕(shi)(shi)速率為0.0125mm/a。經(jing)500小時試驗，未見有應(ying)力腐蝕(shi)(shi)產生。

  ⑦. 在(zai)鹽(yan)酸中由于此合金鉬(mu)含量高，在(zai)室溫鹽(yan)酸中有(you)一定的耐蝕性。但溫度升高，耐蝕性下降。

 2. 耐局部(bu)腐蝕性

  ①. 耐晶(jing)間腐蝕性

  由(you)于其鈮含量高，0Cr22Ni60o9Nb4 合(he)(he)金(jin)具(ju)有非常(chang)好的耐敏化(hua)態(tai)晶(jing)間腐蝕的性(xing)能(neng)(neng)。正是由(you)于0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)(he)金(jin)的此種性(xing)能(neng)(neng)，因而敏化(hua)處理或焊后，此合(he)(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(gen)據在ASTM G28A溶(rong)液(ye)中，經120銷(xiao)售(shou)試驗得出的T-T-S(時間－溫(wen)度－敏(min)(min)（化）曲線。顯然，軟(ruan)化退(tui)火處理再經敏(min)(min)化較固(gu)溶(rong)處理再敏(min)(min)化的00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合(he)金晶間腐蝕(shi)敏(min)(min)感性要低(di)得多，這與(yu)軟(ruan)化退(tui)火態經敏(min)(min)化后合(he)金中大量NbC先于鉻碳(tan)化物優先析(xi)出，防止晶界貧鉻區的形成(cheng)有關。

 ②. 耐(nai)點蝕性(xing) 

  表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金等(deng)在兩(liang) 種酸介質中的(de)耐點蝕(shi)性(xing)，可以看出(chu)0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在試驗條件下均(jun)有優良(liang)的(de)耐點蝕(shi)性(xing)，而0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合金則耐點蝕(shi)性(xing)不(bu)良(liang)。

 ③. 縫隙(xi)腐蝕(shi) 

 表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等(deng)合金的(de)縫隙腐蝕試(shi)驗結果。顯然，在(zai)所試(shi)驗的(de)條件下，625 和(he)(he)625 plus 兩種合金的(de)耐縫隙腐蝕性(xing)能中(zhong)625 plus稍優(you)，但二者均顯著優(you)于(yu)718合金。

 ④. 應力腐(fu)蝕 

  模(mo)擬實際使(shi)用(yong)環(huan)境對0Cr22Ni60Mo9Nb4等(deng)合金進行了幾(ji)種應(ying)力腐蝕試驗，結(jie)果見(jian)表。表系(xi)模(mo)擬深氣井條件，在高壓釜(fu)中進行試驗所取得的結(jie)果，在此條件下(xia)，表明無論是C型(xing)樣還是U型(xing)樣，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的耐應(ying)力腐蝕性能都是最佳。

  表(biao)系在5%NaCl+0.5%醋酸(suan)＋H2S (按NACE TM-077)15%MgCb溶液沸(fei)騰溫度下進(jin)行(xing)試驗(yan)所取得(de)的結果。表(biao)的結果表(biao)明，試驗(yan)的合(he)金耐應力腐蝕(shi)性能均良好，沒(mei)有斷裂產生(sheng)。而表(biao)的結果表(biao)明，5%MgCl2沸(fei)騰條件(jian)下 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐應力腐出性能良好，且均優于(yu)718合(he)金。

 ⑤. 腐蝕疲勞 

   圖系0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)在室溫海水中(zhong)的腐蝕疲勞(lao)試(shi)驗(yan)結果，顯(xian)然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)的腐蝕疲勞(lao)強度要(yao)高(gao)于所試(shi)驗(yan)的 Hastel-loy C和 Incoloy 800 以及通用不銹(xiu)鋼304和316。

三、力(li)學性能(neng)等(deng)其他性能(neng)

  1. 力學性(xing)能

   一般使(shi)用(yong)(yong)溫(wen)度(du)≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金適用(yong)(yong)于(yu)(yu)冷、熱加(jia)工并(bing)退火后(hou)使(shi)用(yong)(yong)；使(shi)用(yong)(yong)溫(wen)度(du)高于(yu)(yu)650℃時，則退火或固(gu)溶態(tai)均(jun)可應用(yong)(yong)。對于(yu)(yu)有高溫(wen)蠕變或持久要求時，建議在(zai)固(gu)溶態(tai)使(shi)用(yong)(yong)；而細晶粒(li)合金則在(zai)≤ 816℃ 使(shi)用(yong)(yong)以及在(zai)對疲勞強(qiang)度(du)、硬(ying)度(du)和瞬時強(qiang)度(du)又(you)要去的條(tiao)件下使(shi)用(yong)(yong)。

  表系00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金的(de)(de)(de)力學性(xing)(xing)(xing)能。從表結果可(ke)知，此合(he)(he)(he)金經732℃單(dan)時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)后屈服強度(du)(du)較(jiao)低(di)（690~793MPa),而(er)經雙(shuang)時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)后，可(ke)獲得高(gao)達(da)827~956MPa的(de)(de)(de)屈服強度(du)(du)且(qie)仍具(ju)有(you)較(jiao)高(gao)塑性(xing)(xing)(xing)，雙(shuang)時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)時(shi)(shi)，若將第一(yi)次時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)溫(wen)(wen)度(du)(du)從718℃提高(gao)到(dao)746℃,則合(he)(he)(he)金的(de)(de)(de)硬度(du)(du)也會(hui)有(you)所(suo)提高(gao)。表3-5-109的(de)(de)(de)結果表明(ming)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金經固(gu)溶處理(li)(li)再經746℃x8h爐冷(leng)＋621℃ × 8小時(shi)(shi)空(kong)冷(leng)雙(shuang)時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)處理(li)(li)并在316℃保持1000小時(shi)(shi)后測定其(qi)性(xing)(xing)(xing)能，對此合(he)(he)(he)金的(de)(de)(de)抗張性(xing)(xing)(xing)能并無明(ming)顯(xian)影響；表的(de)(de)(de)結果系經時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)處理(li)(li)的(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金和(he)經冷(leng)加工變形(xing)量(liang)25%的(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)(he)金在232℃時(shi)(shi)的(de)(de)(de)抗拉性(xing)(xing)(xing)能，可(ke)以看(kan)出，與室(shi)溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)能相(xiang)比，經冷(leng)加工變形(xing)提高(gao)強度(du)(du)的(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)(he)金其(qi)強度(du)(du)降低(di)明(ming)顯(xian)，而(er)經時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)處理(li)(li)提高(gao)強度(du)(du)的(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金的(de)(de)(de)強度(du)(du)則降低(di)較(jiao)少，表系0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金的(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)力學性(xing)(xing)(xing)能。

  2. 物理性能

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

  3.  焊接性能

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金焊接(jie)性能良(liang)好。可采用通用的焊接(jie)方(fang)法(fa)，例如(ru) GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和SAW以及(ji)SMAW(MMA)等，而(er)不會遇到(dao)特殊困難。

  4. 冷熱加工及(ji)成型(xing)性(xing)能

  由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金較高(gao)(gao)的高(gao)(gao)溫變形抗(kang)力，因(yin)此需要(yao)(yao)較高(gao)(gao)的加熱溫度，一般約為(wei)1170℃。大量(liang)(liang)變形以(yi)在1170~1010℃為(wei)宜；微量(liang)(liang)變形可(ke)在930℃以(yi)上進(jin)行(xing)。此合(he)金的冷加工和冷成型性(xing)亦佳；與其(qi)他高(gao)(gao)鎳、鉻、鉬(mu)合(he)金性(xing)能(neng)相(xiang)近。圖系合(he)金冷變形量(liang)(liang)與硬度的關系并與其(qi)他材料進(jin)行(xing)比較的結果。由圖可(ke)知(zhi)，由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金冷作硬化傾向較大，故進(jin)行(xing)冷加工和冷成型時要(yao)(yao)及時進(jin)行(xing)中間軟化退火處理。

  5. 熱處理

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合金用于高(gao)溫高(gao)強度用途(tu)，系(xi)在約1120℃進行固(gu)溶處(chu)理（合金中含碳量～0.05%).用于耐濕態腐(fu)蝕用途(tu)（低碳量～0.03%)多采用軟化(hua)退火處(chu)理，溫度為(wei)950~1050℃(以(yi)～980℃為(wei)宜）；為(wei)了防止焊后(hou)的晶間(jian)腐(fu)蝕傾向，也可在900~1100℃進行穩定化(hua)處(chu)理，由于NbC的優先(xian)形成可避免鉻碳化(hua)物形成所導致(zhi)的晶界鉻貧(pin)化(hua)。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的大截面(mian)棒材(cai)可(ke)(ke)(ke)在(zai)(zai)1025~1052℃加熱(re)，保(bao)溫2~4小時(shi)(shi)后(hou)(hou)快冷(leng)，此時(shi)(shi)可(ke)(ke)(ke)獲(huo)(huo)得(de)充分再(zai)結(jie)晶(jing)，同時(shi)(shi)仍(reng)有穩定的高鈦、鈮的碳化物沉淀存(cun)在(zai)(zai)。為(wei)了使(shi)此合金獲(huo)(huo)得(de)最高強度，固溶處理后(hou)(hou)可(ke)(ke)(ke)再(zai)進(jin)行雙時(shi)(shi)效(xiao)，第一次(ci)在(zai)(zai)718~746℃時(shi)(shi)效(xiao)8小時(shi)(shi)，隨后(hou)(hou)以(yi)50℃/小時(shi)(shi)的速(su)度冷(leng)卻到621℃,再(zai)進(jin)行保(bao)溫8小時(shi)(shi)的第二次(ci)時(shi)(shi)效(xiao)，隨后(hou)(hou)空冷(leng)。控制適宜的時(shi)(shi)效(xiao)時(shi)(shi)間，會由于高鉻、鉬碳化物的減少獲(huo)(huo)得(de)良好的耐點蝕、耐縫隙(xi)腐蝕和耐應力腐蝕性能。

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。