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00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti (Inconel 625plus)

 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(hua)學成分(fen)和(he)組(zu)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(fu)蝕性能(neng)

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金在(zai)大氣、天然水、海(hai)水、中(zhong)性鹽和(he)堿等(deng)弱介(jie)質(zhi)中(zhong)，基本上是無明顯腐蝕的(de)。在(zai)更(geng)苛刻的(de)介(jie)質(zhi)中(zhong)，由(you)于(yu)鉻的(de)存(cun)在(zai)能耐(nai)氧化(hua)性酸，并抗(kang)高溫氧化(hua)；由(you)于(yu)是鎳(nie)基且鉬(mu)含量高，因(yin)此(ci)(ci)又耐(nai)還原性酸介(jie)質(zhi)。對(dui)于(yu)局(ju)部腐蝕，高鉻、鉬(mu)量使(shi)(shi)此(ci)(ci)合(he)金耐(nai)點(dian)蝕和(he)縫隙腐蝕，高鎳(nie)、鉻量使(shi)(shi)此(ci)(ci)合(he)金耐(nai)應力(li)腐蝕；高鈮（鈦）量使(shi)(shi)此(ci)(ci)合(he)金不易產生晶間腐蝕。

 1. 耐全(quan)面腐蝕性

  ①. 在(zai)硝(xiao)酸(suan)中(zhong) 在(zai)65%HNO3中(zhong)和沸(fei)騰溫度下，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(qing)氟酸(suan)中用(yong)螢石(shi)與硫酸(suan)反應(ying)制取(qu)氫(qing)氟酸(suan)的蒸(zheng)發(fa)器，它的襯里(li)一般(ban)用(yong)0Cr22Ni60Mo9Nb4合金制造。與此(ci)同時，蒸(zheng)發(fa)器之(zhi)間的管線、配件等也是采用(yong)此(ci)合金。在HF氣提塔頂部掛片結果表明，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的全面腐蝕(shi)速(su)率僅為0.075m/a。

  ⑤. 在含(han)磷酸的(de)一(yi)些介質中試驗(yan)指出，在55%H3PO4+0.8%HF 溶液中，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的(de)腐(fu)蝕速率為0.412mm/a。

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

  ⑦. 在鹽酸(suan)中由(you)于此合(he)金鉬含量高，在室(shi)溫(wen)鹽酸(suan)中有(you)一定的耐蝕性。但溫(wen)度升高，耐蝕性下(xia)降。

 2. 耐(nai)局部腐蝕(shi)性

  ①. 耐(nai)晶間腐蝕性

  由于(yu)其鈮(ni)含量(liang)高(gao)，0Cr22Ni60o9Nb4 合(he)金具有非常好的(de)耐敏化(hua)態晶(jing)間腐蝕的(de)性能(neng)。正(zheng)是由于(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金的(de)此(ci)種性能(neng)，因而(er)敏化(hua)處理或焊后，此(ci)合(he)金不需(xu)再(zai)進行固(gu)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溶液中，經(jing)120銷售試驗(yan)得出的(de)T-T-S(時(shi)間－溫度－敏(min)（化）曲線。顯然，軟化退(tui)火(huo)(huo)處(chu)理(li)再(zai)經(jing)敏(min)化較固(gu)溶處(chu)理(li)再(zai)敏(min)化的(de)00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合(he)金(jin)晶(jing)(jing)間腐(fu)蝕(shi)敏(min)感(gan)性要低(di)得多，這(zhe)與軟化退(tui)火(huo)(huo)態經(jing)敏(min)化后合(he)金(jin)中大量NbC先于鉻碳(tan)化物優(you)先析出，防(fang)止晶(jing)(jing)界(jie)貧鉻區(qu)的(de)形(xing)成有關。

 ②. 耐點蝕性 

  表(biao)系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金等(deng)在(zai)兩 種酸介質(zhi)中的(de)耐點(dian)蝕性，可(ke)以看出0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在(zai)試(shi)驗條件下(xia)均有優良的(de)耐點(dian)蝕性，而(er)0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合(he)(he)金則耐點(dian)蝕性不良。

 ③. 縫(feng)隙腐(fu)蝕 

 表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等合金的(de)縫隙(xi)腐蝕試(shi)驗(yan)結果。顯(xian)然，在所試(shi)驗(yan)的(de)條件下，625 和625 plus 兩(liang)種合金的(de)耐縫隙(xi)腐蝕性(xing)能中625 plus稍(shao)優，但二者均顯(xian)著優于718合金。

 ④. 應力腐蝕 

  模擬實際使用環(huan)境對0Cr22Ni60Mo9Nb4等合(he)金進(jin)(jin)行(xing)了幾(ji)種(zhong)應力(li)腐(fu)蝕試驗，結果見表。表系(xi)模擬深氣井(jing)條件，在高壓釜中進(jin)(jin)行(xing)試驗所取得的(de)結果，在此條件下，表明無(wu)論是(shi)C型樣還是(shi)U型樣，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金的(de)耐應力(li)腐(fu)蝕性能都(dou)是(shi)最佳。

  表(biao)(biao)系在5%NaCl+0.5%醋(cu)酸＋H2S (按NACE TM-077)15%MgCb溶(rong)液沸(fei)騰溫度下(xia)進(jin)行試(shi)驗所(suo)取(qu)得的結果。表(biao)(biao)的結果表(biao)(biao)明，試(shi)驗的合金耐(nai)(nai)應力腐蝕性(xing)能均(jun)(jun)良好(hao)，沒有斷裂產生。而(er)表(biao)(biao)的結果表(biao)(biao)明，5%MgCl2沸(fei)騰條件下(xia) 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐(nai)(nai)應力腐出性(xing)能良好(hao)，且均(jun)(jun)優于718合金。

 ⑤. 腐蝕(shi)疲勞 

   圖系0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)在室溫海水(shui)中的(de)腐蝕疲勞試驗(yan)結果，顯(xian)然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)的(de)腐蝕疲勞強度要高(gao)于所(suo)試驗(yan)的(de) Hastel-loy C和 Incoloy 800 以及(ji)通用不銹(xiu)鋼304和316。

三、力學性能等(deng)其他性能

  1. 力學性(xing)能

   一般使(shi)用(yong)溫度(du)(du)≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金適(shi)用(yong)于冷、熱加工并退(tui)火(huo)后(hou)使(shi)用(yong)；使(shi)用(yong)溫度(du)(du)高于650℃時(shi)，則退(tui)火(huo)或(huo)固溶(rong)態均(jun)可(ke)應用(yong)。對于有高溫蠕(ru)變或(huo)持久要求時(shi)，建議(yi)在固溶(rong)態使(shi)用(yong)；而(er)細晶粒合(he)金則在≤ 816℃ 使(shi)用(yong)以及在對疲勞強度(du)(du)、硬度(du)(du)和瞬時(shi)強度(du)(du)又要去(qu)的條件下使(shi)用(yong)。

  表(biao)(biao)系(xi)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)力學性能(neng)(neng)。從表(biao)(biao)結果(guo)(guo)可知，此合(he)金(jin)(jin)(jin)經(jing)732℃單(dan)時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)后(hou)屈服強(qiang)(qiang)度(du)較(jiao)(jiao)低(di)（690~793MPa),而(er)經(jing)雙時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)后(hou)，可獲得高(gao)達827~956MPa的(de)屈服強(qiang)(qiang)度(du)且(qie)仍具有較(jiao)(jiao)高(gao)塑性，雙時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)時(shi)(shi)，若將第一(yi)次(ci)時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)溫(wen)(wen)度(du)從718℃提高(gao)到(dao)746℃,則(ze)合(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)硬度(du)也會(hui)有所提高(gao)。表(biao)(biao)3-5-109的(de)結果(guo)(guo)表(biao)(biao)明(ming)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)(jin)(jin)經(jing)固溶處(chu)理再經(jing)746℃x8h爐冷＋621℃ × 8小(xiao)時(shi)(shi)空冷雙時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)處(chu)理并在316℃保(bao)持1000小(xiao)時(shi)(shi)后(hou)測定其(qi)性能(neng)(neng)，對此合(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)抗(kang)張(zhang)性能(neng)(neng)并無明(ming)顯影響；表(biao)(biao)的(de)結果(guo)(guo)系(xi)經(jing)時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)處(chu)理的(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)(jin)(jin)和經(jing)冷加工(gong)變(bian)形量25%的(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)(jin)(jin)在232℃時(shi)(shi)的(de)抗(kang)拉性能(neng)(neng)，可以看出，與室溫(wen)(wen)性能(neng)(neng)相(xiang)比，經(jing)冷加工(gong)變(bian)形提高(gao)強(qiang)(qiang)度(du)的(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)(jin)(jin)其(qi)強(qiang)(qiang)度(du)降低(di)明(ming)顯，而(er)經(jing)時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)處(chu)理提高(gao)強(qiang)(qiang)度(du)的(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)強(qiang)(qiang)度(du)則(ze)降低(di)較(jiao)(jiao)少，表(biao)(biao)系(xi)0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)高(gao)溫(wen)(wen)力學性能(neng)(neng)。

  2. 物理性能

  表列出(chu)了(le) 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的物理性(xing)能 

  3.  焊接性能

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金焊(han)接(jie)性能良好(hao)。可采(cai)用(yong)通用(yong)的焊(han)接(jie)方法(fa)，例如 GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和SAW以(yi)及SMAW(MMA)等(deng)，而不會遇到特殊困難。

  4. 冷(leng)熱(re)加工及成型(xing)性能

  由(you)于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)較(jiao)高的高溫變形(xing)抗力，因(yin)此(ci)需(xu)要較(jiao)高的加(jia)熱溫度，一般約(yue)為1170℃。大(da)量(liang)變形(xing)以在1170~1010℃為宜；微量(liang)變形(xing)可在930℃以上(shang)進(jin)(jin)行(xing)(xing)。此(ci)合(he)(he)金(jin)的冷(leng)(leng)加(jia)工(gong)和(he)冷(leng)(leng)成(cheng)型性亦佳(jia)；與(yu)(yu)其他高鎳、鉻(ge)、鉬合(he)(he)金(jin)性能相近。圖系(xi)合(he)(he)金(jin)冷(leng)(leng)變形(xing)量(liang)與(yu)(yu)硬(ying)度的關系(xi)并(bing)與(yu)(yu)其他材料進(jin)(jin)行(xing)(xing)比較(jiao)的結果。由(you)圖可知，由(you)于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)冷(leng)(leng)作硬(ying)化傾向(xiang)較(jiao)大(da)，故進(jin)(jin)行(xing)(xing)冷(leng)(leng)加(jia)工(gong)和(he)冷(leng)(leng)成(cheng)型時(shi)要及時(shi)進(jin)(jin)行(xing)(xing)中(zhong)間軟(ruan)化退火(huo)處理(li)。

  5. 熱(re)處理(li)

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)用于高溫(wen)高強度(du)用途，系在約1120℃進(jin)行固溶處理（合金(jin)中含碳量(liang)～0.05%).用于耐濕態腐(fu)蝕用途（低碳量(liang)～0.03%)多采用軟化(hua)退火處理，溫(wen)度(du)為(wei)950~1050℃(以～980℃為(wei)宜）；為(wei)了防止(zhi)焊后的(de)(de)晶間腐(fu)蝕傾(qing)向，也可在900~1100℃進(jin)行穩定化(hua)處理，由于NbC的(de)(de)優先形(xing)成可避免鉻碳化(hua)物形(xing)成所導致的(de)(de)晶界鉻貧化(hua)。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)的(de)(de)大截(jie)面棒材可在1025~1052℃加熱，保溫2~4小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)后快冷，此時(shi)(shi)(shi)可獲得(de)充分再結(jie)晶(jing)，同(tong)時(shi)(shi)(shi)仍有穩定的(de)(de)高鈦、鈮的(de)(de)碳化物沉淀存(cun)在。為了(le)使此合金(jin)獲得(de)最(zui)高強(qiang)度(du)，固溶處理(li)后可再進(jin)行(xing)雙(shuang)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)，第一次(ci)在718~746℃時(shi)(shi)(shi)效(xiao)8小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)，隨后以50℃/小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)的(de)(de)速度(du)冷卻到621℃,再進(jin)行(xing)保溫8小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)的(de)(de)第二次(ci)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)，隨后空冷。控制適(shi)宜的(de)(de)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)時(shi)(shi)(shi)間，會由于(yu)高鉻、鉬碳化物的(de)(de)減少(shao)獲得(de)良好的(de)(de)耐點蝕、耐縫隙腐(fu)蝕和耐應力腐(fu)蝕性能。

四、應(ying)用(yong)

 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。