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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、 耐腐蝕性(xing)能

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金在大氣、天然水、海水、中(zhong)(zhong)性鹽和(he)堿(jian)等弱(ruo)介(jie)質中(zhong)(zhong)，基(ji)本上是無(wu)明(ming)顯腐(fu)蝕(shi)的。在更苛刻(ke)的介(jie)質中(zhong)(zhong)，由于鉻的存在能(neng)耐(nai)氧(yang)化性酸，并抗高溫氧(yang)化；由于是鎳基(ji)且鉬含(han)量高，因此(ci)(ci)(ci)(ci)又(you)耐(nai)還原性酸介(jie)質。對于局部腐(fu)蝕(shi)，高鉻、鉬量使(shi)此(ci)(ci)(ci)(ci)合金耐(nai)點蝕(shi)和(he)縫隙腐(fu)蝕(shi)，高鎳、鉻量使(shi)此(ci)(ci)(ci)(ci)合金耐(nai)應力腐(fu)蝕(shi)；高鈮(ni)（鈦(tai)）量使(shi)此(ci)(ci)(ci)(ci)合金不(bu)易產生晶間腐(fu)蝕(shi)。

 1. 耐全(quan)面(mian)腐蝕(shi)性

  ①. 在硝酸(suan)中 在65%HNO3中和沸騰(teng)溫度下，此合金(jin)固(gu)溶(rong)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(fu)酸(suan)中用(yong)螢(ying)石與(yu)硫(liu)酸(suan)反應(ying)制(zhi)取氫氟(fu)酸(suan)的蒸發器，它的襯里一(yi)般用(yong)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金制(zhi)造。與(yu)此(ci)同(tong)時，蒸發器之間的管線(xian)、配件等也是(shi)采用(yong)此(ci)合(he)(he)金。在HF氣(qi)提塔(ta)頂部(bu)掛片(pian)結果表(biao)明，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)(he)金的全面腐(fu)蝕速率(lv)僅為0.075m/a。

  ⑤. 在含磷酸的一些(xie)介(jie)質中試(shi)驗指出，在55%H3PO4+0.8%HF 溶液中，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的腐(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(lv)為(wei)0.0125mm/a。經500小時試驗，未見(jian)有應力(li)腐蝕(shi)產生。

  ⑦. 在鹽酸中(zhong)由(you)于此合金(jin)鉬含(han)量高(gao)，在室溫(wen)鹽酸中(zhong)有一定(ding)的耐(nai)蝕性。但溫(wen)度升高(gao)，耐(nai)蝕性下降(jiang)。

 2. 耐局(ju)部腐蝕性

  ①. 耐晶間腐蝕性

  由于其鈮含(han)量(liang)高(gao)，0Cr22Ni60o9Nb4 合金(jin)具有非常好的(de)(de)耐敏化態晶間腐蝕的(de)(de)性能。正是(shi)由于0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的(de)(de)此(ci)種性能，因而(er)敏化處(chu)理(li)或焊后，此(ci)合金(jin)不需再進行固溶(rong)處(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(zai)ASTM G28A溶(rong)液中，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(ran)，軟(ruan)化(hua)(hua)退火處理再(zai)(zai)經敏(min)化(hua)(hua)較固溶(rong)處理再(zai)(zai)敏(min)化(hua)(hua)的00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合金(jin)(jin)晶間腐蝕敏(min)感(gan)性要低得(de)多，這(zhe)與(yu)軟(ruan)化(hua)(hua)退火態(tai)經敏(min)化(hua)(hua)后合金(jin)(jin)中大量NbC先(xian)于鉻碳化(hua)(hua)物優先(xian)析出，防止(zhi)晶界貧(pin)鉻區的形成有(you)關。

 ②. 耐點蝕性 

  表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金等在(zai)兩 種酸介質(zhi)中的耐(nai)(nai)(nai)點(dian)蝕(shi)(shi)性，可以(yi)看出0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在(zai)試(shi)驗條件下(xia)均有(you)優良(liang)的耐(nai)(nai)(nai)點(dian)蝕(shi)(shi)性，而0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合金則耐(nai)(nai)(nai)點(dian)蝕(shi)(shi)性不良(liang)。

 ③. 縫隙(xi)腐蝕 

 表(biao)系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等(deng)合金的(de)縫隙腐(fu)蝕試(shi)驗(yan)結果(guo)。顯(xian)然，在(zai)所試(shi)驗(yan)的(de)條件下，625 和625 plus 兩(liang)種合金的(de)耐縫隙腐(fu)蝕性(xing)能中625 plus稍優，但(dan)二者均顯(xian)著優于718合金。

 ④. 應(ying)力(li)腐蝕 

  模擬實際使用環境對0Cr22Ni60Mo9Nb4等(deng)合金進行(xing)了幾(ji)種應(ying)力腐蝕(shi)試驗(yan)，結果(guo)見表。表系(xi)模擬深氣井條(tiao)件，在(zai)高(gao)壓釜中進行(xing)試驗(yan)所取得的(de)結果(guo)，在(zai)此條(tiao)件下，表明無(wu)論是C型(xing)(xing)樣(yang)還是U型(xing)(xing)樣(yang)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的(de)耐應(ying)力腐蝕(shi)性能都是最佳(jia)。

  表系(xi)在5%NaCl+0.5%醋酸＋H2S (按(an)NACE TM-077)15%MgCb溶液沸騰溫(wen)度(du)下進行試驗(yan)所(suo)取(qu)得的結果(guo)。表的結果(guo)表明，試驗(yan)的合金耐應(ying)(ying)力(li)腐蝕性能均良(liang)好，沒有斷裂產(chan)生。而表的結果(guo)表明，5%MgCl2沸騰條(tiao)件下 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐應(ying)(ying)力(li)腐出性能良(liang)好，且均優于(yu)718合金。

 ⑤. 腐(fu)蝕疲(pi)勞 

   圖系0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)在室溫海水中的(de)腐蝕疲勞(lao)試(shi)驗結果，顯然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)的(de)腐蝕疲勞(lao)強度要高(gao)于所試(shi)驗的(de) Hastel-loy C和 Incoloy 800 以及通(tong)用不銹鋼304和316。

三、力學(xue)性(xing)能等其(qi)他性(xing)能

  1. 力學性能

   一般使(shi)用(yong)溫(wen)度(du)≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)適用(yong)于(yu)(yu)冷(leng)、熱(re)加(jia)工并退火(huo)后使(shi)用(yong)；使(shi)用(yong)溫(wen)度(du)高(gao)于(yu)(yu)650℃時，則退火(huo)或固溶(rong)態(tai)均可應用(yong)。對(dui)于(yu)(yu)有高(gao)溫(wen)蠕(ru)變或持久(jiu)要求時，建(jian)議(yi)在(zai)固溶(rong)態(tai)使(shi)用(yong)；而細晶粒合金(jin)則在(zai)≤ 816℃ 使(shi)用(yong)以及(ji)在(zai)對(dui)疲(pi)勞強度(du)、硬(ying)度(du)和瞬時強度(du)又(you)要去(qu)的條件(jian)下使(shi)用(yong)。

  表(biao)系(xi)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)的(de)(de)(de)力學性(xing)(xing)能。從(cong)表(biao)結(jie)果可(ke)知，此合(he)金(jin)經(jing)732℃單時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)后(hou)屈(qu)服(fu)強(qiang)度較低（690~793MPa),而經(jing)雙(shuang)(shuang)時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)后(hou)，可(ke)獲得高(gao)(gao)(gao)達827~956MPa的(de)(de)(de)屈(qu)服(fu)強(qiang)度且(qie)仍具有(you)較高(gao)(gao)(gao)塑性(xing)(xing)，雙(shuang)(shuang)時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)(shi)，若(ruo)將(jiang)第一次時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)溫(wen)(wen)度從(cong)718℃提高(gao)(gao)(gao)到746℃,則合(he)金(jin)的(de)(de)(de)硬度也(ye)會有(you)所(suo)提高(gao)(gao)(gao)。表(biao)3-5-109的(de)(de)(de)結(jie)果表(biao)明，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)經(jing)固溶處理再經(jing)746℃x8h爐冷(leng)＋621℃ × 8小時(shi)(shi)空(kong)冷(leng)雙(shuang)(shuang)時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)處理并在(zai)316℃保持1000小時(shi)(shi)后(hou)測定(ding)其性(xing)(xing)能，對(dui)此合(he)金(jin)的(de)(de)(de)抗張性(xing)(xing)能并無明顯影(ying)響；表(biao)的(de)(de)(de)結(jie)果系(xi)經(jing)時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)處理的(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)和經(jing)冷(leng)加(jia)工(gong)變形量25%的(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)在(zai)232℃時(shi)(shi)的(de)(de)(de)抗拉性(xing)(xing)能，可(ke)以看出(chu)，與室溫(wen)(wen)性(xing)(xing)能相比，經(jing)冷(leng)加(jia)工(gong)變形提高(gao)(gao)(gao)強(qiang)度的(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)其強(qiang)度降低明顯，而經(jing)時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)處理提高(gao)(gao)(gao)強(qiang)度的(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)的(de)(de)(de)強(qiang)度則降低較少，表(biao)系(xi)0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)的(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)力學性(xing)(xing)能。

  2. 物理性能

  表(biao)列出了 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金(jin)的(de)物理性能 

  3.  焊接性能(neng)

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金焊接(jie)性能良好(hao)。可采用通用的焊接(jie)方法，例(li)如 GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和SAW以及(ji)SMAW(MMA)等，而不會(hui)遇到(dao)特殊困難。

  4. 冷熱(re)加工及成型性能

  由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)(he)金較高的高溫變形(xing)抗力，因此(ci)需要較高的加(jia)熱溫度(du)，一般(ban)約(yue)為1170℃。大量(liang)變形(xing)以在(zai)(zai)1170~1010℃為宜；微量(liang)變形(xing)可(ke)在(zai)(zai)930℃以上進(jin)行(xing)。此(ci)合(he)(he)(he)金的冷(leng)加(jia)工和冷(leng)成(cheng)型性亦佳；與(yu)其他高鎳、鉻、鉬合(he)(he)(he)金性能相近。圖系合(he)(he)(he)金冷(leng)變形(xing)量(liang)與(yu)硬(ying)度(du)的關系并與(yu)其他材料進(jin)行(xing)比較的結果。由圖可(ke)知，由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)(he)金冷(leng)作硬(ying)化傾向較大，故進(jin)行(xing)冷(leng)加(jia)工和冷(leng)成(cheng)型時要及(ji)時進(jin)行(xing)中間軟化退火(huo)處(chu)理。

  5. 熱處理

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合金用(yong)于高溫高強度用(yong)途，系在約(yue)1120℃進(jin)行固溶處(chu)理（合金中含(han)碳量(liang)～0.05%).用(yong)于耐濕態腐(fu)蝕用(yong)途（低碳量(liang)～0.03%)多采用(yong)軟化(hua)退火處(chu)理，溫度為(wei)950~1050℃(以～980℃為(wei)宜）；為(wei)了防止(zhi)焊后(hou)的(de)晶間腐(fu)蝕傾向，也可在900~1100℃進(jin)行穩(wen)定(ding)化(hua)處(chu)理，由于NbC的(de)優先形成(cheng)可避免鉻碳化(hua)物形成(cheng)所導致的(de)晶界鉻貧(pin)化(hua)。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的(de)(de)大截面棒材可(ke)在(zai)1025~1052℃加(jia)熱(re)，保(bao)溫(wen)2~4小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)后(hou)快冷，此時(shi)(shi)可(ke)獲得充分(fen)再結(jie)晶(jing)，同時(shi)(shi)仍有穩(wen)定的(de)(de)高鈦(tai)、鈮的(de)(de)碳(tan)化(hua)物(wu)(wu)沉(chen)淀存在(zai)。為了使此合金獲得最高強度(du)，固溶處理后(hou)可(ke)再進行雙時(shi)(shi)效(xiao)，第(di)一次在(zai)718~746℃時(shi)(shi)效(xiao)8小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)，隨(sui)后(hou)以50℃/小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)的(de)(de)速(su)度(du)冷卻到(dao)621℃,再進行保(bao)溫(wen)8小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)的(de)(de)第(di)二(er)次時(shi)(shi)效(xiao)，隨(sui)后(hou)空冷。控制適宜的(de)(de)時(shi)(shi)效(xiao)時(shi)(shi)間，會(hui)由于高鉻、鉬碳(tan)化(hua)物(wu)(wu)的(de)(de)減(jian)少獲得良(liang)好的(de)(de)耐(nai)(nai)點(dian)蝕、耐(nai)(nai)縫(feng)隙腐蝕和耐(nai)(nai)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。