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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(hua)學成(cheng)分和組(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

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)在(zai)大(da)氣、天然(ran)水、海水、中(zhong)性鹽(yan)和堿等弱介(jie)質(zhi)中(zhong)，基(ji)本上是無(wu)明顯腐(fu)蝕的(de)。在(zai)更苛刻的(de)介(jie)質(zhi)中(zhong)，由于鉻的(de)存在(zai)能耐氧(yang)化性酸，并抗高(gao)溫(wen)氧(yang)化；由于是鎳(nie)基(ji)且鉬含(han)量高(gao)，因此又耐還原性酸介(jie)質(zhi)。對于局部(bu)腐(fu)蝕，高(gao)鉻、鉬量使此合金(jin)耐點蝕和縫隙腐(fu)蝕，高(gao)鎳(nie)、鉻量使此合金(jin)耐應力腐(fu)蝕；高(gao)鈮（鈦）量使此合金(jin)不易(yi)產生(sheng)晶間腐(fu)蝕。

 1. 耐全面(mian)腐蝕性

  ①. 在(zai)硝酸(suan)中(zhong) 在(zai)65%HNO3中(zhong)和沸騰溫度下，此(ci)合(he)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(zai)氫氟酸中用(yong)螢石(shi)與(yu)硫酸反應制(zhi)取(qu)氫氟酸的蒸(zheng)發(fa)(fa)器(qi)，它(ta)的襯里一般用(yong)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金制(zhi)造。與(yu)此同時，蒸(zheng)發(fa)(fa)器(qi)之間的管線、配件等也(ye)是(shi)采(cai)用(yong)此合(he)金。在(zai)HF氣提塔頂部掛(gua)片(pian)結(jie)果表明，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金的全(quan)面腐蝕速率僅為0.075m/a。

  ⑤. 在(zai)(zai)含磷酸(suan)的一些介質中試驗(yan)指出(chu)，在(zai)(zai)55%H3PO4+0.8%HF 溶液中，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金的腐蝕速率為0.412mm/a。

  ⑥. 在(zai)堿中在(zai)實驗室內50%NaOH中0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的年腐蝕速率為0.0125mm/a。經500小時試(shi)驗，未見有(you)應力(li)腐蝕產(chan)生。

  ⑦. 在鹽(yan)(yan)酸(suan)中(zhong)由于此合(he)金(jin)鉬(mu)含量高，在室溫鹽(yan)(yan)酸(suan)中(zhong)有(you)一定的耐(nai)蝕性。但溫度升高，耐(nai)蝕性下降。

 2. 耐局部腐蝕性

  ①. 耐晶間腐蝕性

  由于其(qi)鈮(ni)含(han)量(liang)高，0Cr22Ni60o9Nb4 合(he)金具有非常好的耐敏化態晶間腐蝕的性能(neng)。正是(shi)由于0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金的此種性能(neng)，因而敏化處(chu)理或焊后，此合(he)金不需再進行固溶處(chu)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(ju)在ASTM G28A溶液中(zhong)，經(jing)120銷售試驗得出(chu)的T-T-S(時間－溫度－敏(min)(min)(min)（化(hua)(hua)）曲線。顯然，軟(ruan)化(hua)(hua)退火處理(li)再經(jing)敏(min)(min)(min)化(hua)(hua)較固溶處理(li)再敏(min)(min)(min)化(hua)(hua)的00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合金晶(jing)間腐蝕敏(min)(min)(min)感(gan)性要低得多(duo)，這與(yu)軟(ruan)化(hua)(hua)退火態經(jing)敏(min)(min)(min)化(hua)(hua)后合金中(zhong)大量NbC先(xian)于鉻(ge)碳化(hua)(hua)物(wu)優先(xian)析出(chu)，防止晶(jing)界貧鉻(ge)區的形(xing)成有關。

 ②. 耐點蝕性(xing) 

  表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金等在兩 種(zhong)酸介質中的(de)耐點蝕性(xing)，可以看出0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在試驗條件下均有優良的(de)耐點蝕性(xing)，而0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合金則耐點蝕性(xing)不良。

 ③. 縫隙腐蝕 

 表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等(deng)合(he)(he)金的(de)縫隙腐蝕試驗結果(guo)。顯然(ran)，在所試驗的(de)條件下，625 和625 plus 兩種合(he)(he)金的(de)耐縫隙腐蝕性能(neng)中625 plus稍(shao)優，但二者均顯著優于(yu)718合(he)(he)金。

 ④. 應力腐蝕 

  模擬實際(ji)使用環(huan)境(jing)對0Cr22Ni60Mo9Nb4等合金進行了幾種應力腐(fu)蝕試(shi)驗(yan)，結果(guo)見表。表系模擬深氣井條件(jian)，在高(gao)壓釜中進行試(shi)驗(yan)所取得(de)的結果(guo)，在此(ci)條件(jian)下，表明無(wu)論是(shi)C型樣還是(shi)U型樣，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的耐應力腐(fu)蝕性(xing)能都是(shi)最佳。

  表(biao)(biao)系(xi)在5%NaCl+0.5%醋酸(suan)＋H2S (按NACE TM-077)15%MgCb溶液沸騰溫度下(xia)進行試(shi)驗(yan)所取(qu)得的結(jie)(jie)果。表(biao)(biao)的結(jie)(jie)果表(biao)(biao)明，試(shi)驗(yan)的合金耐應力(li)腐蝕性能均(jun)良(liang)(liang)好，沒有(you)斷裂(lie)產生。而表(biao)(biao)的結(jie)(jie)果表(biao)(biao)明，5%MgCl2沸騰條件下(xia) 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐應力(li)腐出性能良(liang)(liang)好，且均(jun)優于718合金。

 ⑤. 腐蝕疲勞 

   圖系0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金在室溫海(hai)水中的(de)腐蝕疲(pi)勞試驗結果，顯(xian)然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金的(de)腐蝕疲(pi)勞強度要高于所試驗的(de) Hastel-loy C和(he) Incoloy 800 以及通用不(bu)銹鋼304和(he)316。

三、力(li)學性能等其(qi)他性能

  1. 力學性能(neng)

   一般使(shi)用(yong)(yong)(yong)溫度(du)≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金適用(yong)(yong)(yong)于(yu)冷、熱加工并退(tui)(tui)火后(hou)使(shi)用(yong)(yong)(yong)；使(shi)用(yong)(yong)(yong)溫度(du)高于(yu)650℃時(shi)(shi)(shi)，則退(tui)(tui)火或固(gu)溶(rong)態均(jun)可應(ying)用(yong)(yong)(yong)。對(dui)于(yu)有高溫蠕(ru)變或持(chi)久(jiu)要求時(shi)(shi)(shi)，建議(yi)在固(gu)溶(rong)態使(shi)用(yong)(yong)(yong)；而細晶粒合金則在≤ 816℃ 使(shi)用(yong)(yong)(yong)以及在對(dui)疲勞(lao)強度(du)、硬度(du)和瞬時(shi)(shi)(shi)強度(du)又要去(qu)的條件(jian)下使(shi)用(yong)(yong)(yong)。

  表(biao)系00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)力(li)學性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。從表(biao)結(jie)果可知，此合(he)(he)(he)金(jin)(jin)經732℃單時(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)后屈(qu)服強度(du)(du)(du)較低(di)（690~793MPa),而經雙時(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)后，可獲得高(gao)達827~956MPa的(de)(de)(de)屈(qu)服強度(du)(du)(du)且仍(reng)具有較高(gao)塑性(xing)(xing)，雙時(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)，若(ruo)將第一次時(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)溫度(du)(du)(du)從718℃提高(gao)到(dao)746℃,則合(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)硬度(du)(du)(du)也會(hui)有所(suo)提高(gao)。表(biao)3-5-109的(de)(de)(de)結(jie)果表(biao)明，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金(jin)(jin)經固溶(rong)處(chu)理(li)再經746℃x8h爐冷(leng)＋621℃ × 8小(xiao)時(shi)空冷(leng)雙時(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)處(chu)理(li)并在316℃保持1000小(xiao)時(shi)后測(ce)定其(qi)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)，對此合(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)抗(kang)張性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)并無明顯影響；表(biao)的(de)(de)(de)結(jie)果系經時(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)處(chu)理(li)的(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金(jin)(jin)和經冷(leng)加工(gong)變形量25%的(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)(he)金(jin)(jin)在232℃時(shi)的(de)(de)(de)抗(kang)拉性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)，可以看出，與(yu)室溫性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)相比，經冷(leng)加工(gong)變形提高(gao)強度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)(he)金(jin)(jin)其(qi)強度(du)(du)(du)降低(di)明顯，而經時(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)處(chu)理(li)提高(gao)強度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)強度(du)(du)(du)則降低(di)較少(shao)，表(biao)系0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)高(gao)溫力(li)學性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。

  2. 物理性能

  表(biao)列出(chu)了 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的(de)物理性能 

  3.  焊接(jie)性能

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金焊(han)接(jie)性能良好(hao)。可采用(yong)通用(yong)的(de)焊(han)接(jie)方法，例如(ru) GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和SAW以及SMAW(MMA)等，而不會遇到特殊困(kun)難。

  4. 冷(leng)熱加工(gong)及(ji)成型(xing)性能

  由(you)于(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)較高的(de)(de)高溫變(bian)(bian)形抗力，因此需要較高的(de)(de)加熱溫度，一(yi)般約為1170℃。大量(liang)變(bian)(bian)形以(yi)在(zai)1170~1010℃為宜；微量(liang)變(bian)(bian)形可在(zai)930℃以(yi)上進(jin)行(xing)。此合(he)金(jin)的(de)(de)冷加工和(he)冷成型性亦佳；與其他高鎳、鉻、鉬合(he)金(jin)性能相近。圖系合(he)金(jin)冷變(bian)(bian)形量(liang)與硬(ying)度的(de)(de)關系并(bing)與其他材料進(jin)行(xing)比(bi)較的(de)(de)結(jie)果(guo)。由(you)圖可知，由(you)于(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)冷作硬(ying)化(hua)(hua)傾向(xiang)較大，故(gu)進(jin)行(xing)冷加工和(he)冷成型時要及時進(jin)行(xing)中(zhong)間(jian)軟化(hua)(hua)退火處理。

  5. 熱處理

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金用(yong)于(yu)高溫高強度用(yong)途(tu)，系(xi)在(zai)約(yue)1120℃進行(xing)(xing)固溶處理（合(he)金中含碳(tan)量～0.05%).用(yong)于(yu)耐濕態腐(fu)蝕(shi)用(yong)途(tu)（低碳(tan)量～0.03%)多采用(yong)軟化退(tui)火處理，溫度為(wei)950~1050℃(以～980℃為(wei)宜）；為(wei)了防止焊后的(de)晶間腐(fu)蝕(shi)傾(qing)向，也(ye)可在(zai)900~1100℃進行(xing)(xing)穩定(ding)化處理，由(you)于(yu)NbC的(de)優先(xian)形成(cheng)(cheng)可避免(mian)鉻(ge)碳(tan)化物形成(cheng)(cheng)所(suo)導致的(de)晶界鉻(ge)貧化。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的大(da)截(jie)面棒材(cai)可(ke)在(zai)1025~1052℃加熱(re)，保溫(wen)2~4小(xiao)時(shi)(shi)(shi)后(hou)快冷(leng)，此時(shi)(shi)(shi)可(ke)獲得充分再(zai)(zai)結(jie)晶，同時(shi)(shi)(shi)仍有穩(wen)定(ding)的高(gao)鈦、鈮(ni)的碳化(hua)物(wu)沉(chen)淀存在(zai)。為了使此合金獲得最高(gao)強度(du)，固溶(rong)處理后(hou)可(ke)再(zai)(zai)進行雙(shuang)時(shi)(shi)(shi)效，第一(yi)次在(zai)718~746℃時(shi)(shi)(shi)效8小(xiao)時(shi)(shi)(shi)，隨后(hou)以(yi)50℃/小(xiao)時(shi)(shi)(shi)的速(su)度(du)冷(leng)卻到621℃,再(zai)(zai)進行保溫(wen)8小(xiao)時(shi)(shi)(shi)的第二次時(shi)(shi)(shi)效，隨后(hou)空冷(leng)。控制適宜的時(shi)(shi)(shi)效時(shi)(shi)(shi)間，會由于高(gao)鉻、鉬碳化(hua)物(wu)的減少獲得良好(hao)的耐點蝕、耐縫隙腐蝕和耐應力腐蝕性(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。