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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)、化學(xue)成分和組(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(er)、 耐腐蝕性能

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)(jin)在大氣、天然水、海(hai)水、中(zhong)性(xing)(xing)鹽(yan)和堿等弱介(jie)質中(zhong)，基(ji)本上是無明顯腐(fu)蝕(shi)(shi)的。在更(geng)苛(ke)刻的介(jie)質中(zhong)，由于鉻的存在能耐(nai)氧化(hua)性(xing)(xing)酸(suan)(suan)，并(bing)抗高(gao)溫氧化(hua)；由于是鎳(nie)基(ji)且鉬含量(liang)高(gao)，因(yin)此又耐(nai)還原性(xing)(xing)酸(suan)(suan)介(jie)質。對于局部腐(fu)蝕(shi)(shi)，高(gao)鉻、鉬量(liang)使(shi)(shi)此合金(jin)(jin)耐(nai)點蝕(shi)(shi)和縫(feng)隙腐(fu)蝕(shi)(shi)，高(gao)鎳(nie)、鉻量(liang)使(shi)(shi)此合金(jin)(jin)耐(nai)應力腐(fu)蝕(shi)(shi)；高(gao)鈮（鈦）量(liang)使(shi)(shi)此合金(jin)(jin)不(bu)易產生(sheng)晶間腐(fu)蝕(shi)(shi)。

 1. 耐全(quan)面腐蝕性

  ①. 在硝酸中 在65%HNO3中和沸騰溫(wen)度下，此合(he)金固溶態腐(fu)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)(suan)中用螢(ying)石與(yu)硫酸(suan)(suan)反應制取(qu)氫(qing)氟酸(suan)(suan)的(de)蒸發器(qi)，它的(de)襯(chen)里一般用0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)制造(zao)。與(yu)此(ci)同時，蒸發器(qi)之間的(de)管線(xian)、配件等也是采用此(ci)合(he)金(jin)。在HF氣提塔(ta)頂部掛片結果表明，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金(jin)的(de)全(quan)面腐蝕速率僅為0.075m/a。

  ⑤. 在含磷(lin)酸的一些(xie)介(jie)質中試驗(yan)指出，在55%H3PO4+0.8%HF 溶液中，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的腐蝕速(su)率為0.412mm/a。

  ⑥. 在堿中(zhong)在實驗(yan)室內50%NaOH中(zhong)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的年腐蝕速率為0.0125mm/a。經500小時試驗(yan)，未(wei)見有(you)應(ying)力腐蝕產生。

  ⑦. 在(zai)鹽(yan)酸中(zhong)由于(yu)此合金鉬(mu)含量高(gao)，在(zai)室溫(wen)(wen)鹽(yan)酸中(zhong)有一定的(de)耐蝕性。但溫(wen)(wen)度(du)升高(gao)，耐蝕性下(xia)降(jiang)。

 2. 耐局部腐(fu)蝕性

  ①. 耐晶間腐蝕(shi)性

  由于其鈮含量(liang)高，0Cr22Ni60o9Nb4 合金(jin)具有非常好的耐敏化態晶間(jian)腐(fu)蝕的性(xing)(xing)能。正是由于0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的此種性(xing)(xing)能，因而敏化處理(li)或焊后，此合金(jin)不需(xu)再進行固溶處理(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120銷售試驗(yan)得出(chu)的T-T-S(時間(jian)(jian)－溫(wen)度－敏(min)（化）曲(qu)線。顯然(ran)，軟化退火(huo)處理(li)再(zai)經敏(min)化較(jiao)固(gu)溶(rong)處理(li)再(zai)敏(min)化的00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合金晶間(jian)(jian)腐蝕敏(min)感性要低(di)得多，這(zhe)與軟化退火(huo)態經敏(min)化后(hou)合金中大量(liang)NbC先于鉻碳化物優先析(xi)出(chu)，防止晶界(jie)貧鉻區的形成有關。

 ②. 耐點蝕性 

  表系(xi)0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金等在兩 種酸介(jie)質中的耐點蝕(shi)性，可以看出0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在試(shi)驗(yan)條件下均(jun)有(you)優(you)良(liang)的耐點蝕(shi)性，而0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合(he)金則耐點蝕(shi)性不良(liang)。

 ③. 縫隙(xi)腐(fu)蝕 

 表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等合金的(de)(de)縫隙(xi)腐蝕試驗結(jie)果。顯然，在所試驗的(de)(de)條件下，625 和625 plus 兩種合金的(de)(de)耐縫隙(xi)腐蝕性能中625 plus稍優(you)，但二者均顯著優(you)于(yu)718合金。

 ④. 應(ying)力腐蝕 

  模擬實際使用(yong)環境對(dui)0Cr22Ni60Mo9Nb4等合金進行了幾種(zhong)應力腐蝕試驗，結果見表。表系(xi)模擬深氣(qi)井條(tiao)(tiao)件，在高壓(ya)釜中(zhong)進行試驗所取得的結果，在此條(tiao)(tiao)件下，表明無論是C型樣(yang)還(huan)是U型樣(yang)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的耐應力腐蝕性能都(dou)是最(zui)佳。

  表(biao)系在5%NaCl+0.5%醋酸＋H2S (按NACE TM-077)15%MgCb溶(rong)液沸(fei)(fei)騰(teng)溫度下進行試驗所取得(de)的結果(guo)。表(biao)的結果(guo)表(biao)明(ming)，試驗的合金耐應力(li)腐蝕性能(neng)均良(liang)好，沒有斷(duan)裂產生。而(er)表(biao)的結果(guo)表(biao)明(ming)，5%MgCl2沸(fei)(fei)騰(teng)條件下 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐應力(li)腐出(chu)性能(neng)良(liang)好，且均優(you)于(yu)718合金。

 ⑤. 腐蝕疲勞 

   圖系0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金在室(shi)溫(wen)海水(shui)中(zhong)的腐蝕疲勞(lao)(lao)試驗(yan)結果，顯然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合金的腐蝕疲勞(lao)(lao)強度要高(gao)于所試驗(yan)的 Hastel-loy C和(he) Incoloy 800 以及通(tong)用不銹鋼304和(he)316。

三、力學性能等(deng)其他性能

  1. 力學性能

   一般(ban)使(shi)(shi)用(yong)溫(wen)度(du)≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金適(shi)用(yong)于冷、熱加工并退(tui)火后(hou)使(shi)(shi)用(yong)；使(shi)(shi)用(yong)溫(wen)度(du)高于650℃時，則(ze)退(tui)火或固溶態均可應用(yong)。對(dui)于有高溫(wen)蠕變(bian)或持久要求時，建議在固溶態使(shi)(shi)用(yong)；而(er)細晶粒合(he)金則(ze)在≤ 816℃ 使(shi)(shi)用(yong)以及在對(dui)疲勞強度(du)、硬度(du)和(he)瞬時強度(du)又要去的(de)條件(jian)下使(shi)(shi)用(yong)。

  表系00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)力學(xue)性(xing)(xing)能。從(cong)表結(jie)果(guo)可知，此合(he)金(jin)(jin)(jin)經(jing)(jing)(jing)732℃單時(shi)效(xiao)后(hou)屈(qu)服(fu)強(qiang)(qiang)度(du)較低（690~793MPa),而經(jing)(jing)(jing)雙(shuang)時(shi)效(xiao)后(hou)，可獲得高(gao)(gao)達827~956MPa的(de)屈(qu)服(fu)強(qiang)(qiang)度(du)且(qie)仍具有較高(gao)(gao)塑性(xing)(xing)，雙(shuang)時(shi)效(xiao)時(shi)，若將第一次時(shi)效(xiao)溫度(du)從(cong)718℃提高(gao)(gao)到(dao)746℃,則合(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)硬度(du)也會有所提高(gao)(gao)。表3-5-109的(de)結(jie)果(guo)表明，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)(jin)(jin)經(jing)(jing)(jing)固溶(rong)處(chu)理(li)(li)再(zai)經(jing)(jing)(jing)746℃x8h爐(lu)冷(leng)＋621℃ × 8小時(shi)空冷(leng)雙(shuang)時(shi)效(xiao)處(chu)理(li)(li)并在316℃保(bao)持1000小時(shi)后(hou)測定其性(xing)(xing)能，對此合(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)抗張(zhang)性(xing)(xing)能并無明顯(xian)影響；表的(de)結(jie)果(guo)系經(jing)(jing)(jing)時(shi)效(xiao)處(chu)理(li)(li)的(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)(jin)(jin)和經(jing)(jing)(jing)冷(leng)加工(gong)變形量25%的(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)(jin)(jin)在232℃時(shi)的(de)抗拉(la)性(xing)(xing)能，可以看(kan)出，與(yu)室溫性(xing)(xing)能相比，經(jing)(jing)(jing)冷(leng)加工(gong)變形提高(gao)(gao)強(qiang)(qiang)度(du)的(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)(jin)(jin)其強(qiang)(qiang)度(du)降低明顯(xian)，而經(jing)(jing)(jing)時(shi)效(xiao)處(chu)理(li)(li)提高(gao)(gao)強(qiang)(qiang)度(du)的(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)強(qiang)(qiang)度(du)則降低較少，表系0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)高(gao)(gao)溫力學(xue)性(xing)(xing)能。

  2. 物理(li)性能

  表列出了 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的(de)物(wu)理性能 

  3.  焊接性能

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金焊接性(xing)能良好(hao)。可采用通用的焊接方法，例如 GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和SAW以及SMAW(MMA)等，而不(bu)會遇到特(te)殊困難。

  4. 冷熱(re)加工及成型(xing)性能

  由于(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4合金較(jiao)高(gao)(gao)的(de)高(gao)(gao)溫變形(xing)抗力，因此需要較(jiao)高(gao)(gao)的(de)加熱溫度，一般約為1170℃。大量變形(xing)以(yi)(yi)在(zai)1170~1010℃為宜；微量變形(xing)可(ke)在(zai)930℃以(yi)(yi)上進(jin)行(xing)(xing)。此合金的(de)冷加工和(he)冷成(cheng)型(xing)性(xing)亦佳；與其他(ta)高(gao)(gao)鎳、鉻、鉬合金性(xing)能相近。圖系合金冷變形(xing)量與硬(ying)度的(de)關系并與其他(ta)材料進(jin)行(xing)(xing)比較(jiao)的(de)結果。由圖可(ke)知，由于(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4合金冷作硬(ying)化傾向較(jiao)大，故進(jin)行(xing)(xing)冷加工和(he)冷成(cheng)型(xing)時要及時進(jin)行(xing)(xing)中間軟化退火處理。

  5. 熱(re)處理

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金用于(yu)高溫(wen)高強(qiang)度用途(tu)，系在約1120℃進行固溶處理(li)（合(he)金中含碳量～0.05%).用于(yu)耐濕態腐蝕(shi)用途(tu)（低碳量～0.03%)多采(cai)用軟化(hua)退火處理(li)，溫(wen)度為(wei)950~1050℃(以～980℃為(wei)宜）；為(wei)了(le)防止焊后的(de)晶間(jian)腐蝕(shi)傾向，也可在900~1100℃進行穩定化(hua)處理(li)，由于(yu)NbC的(de)優先形成可避免(mian)鉻(ge)碳化(hua)物形成所導致的(de)晶界鉻(ge)貧化(hua)。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的(de)(de)(de)大截面棒材可(ke)在1025~1052℃加(jia)熱(re)，保溫(wen)(wen)2~4小(xiao)(xiao)時(shi)后(hou)快冷，此時(shi)可(ke)獲(huo)得(de)充分(fen)再結(jie)晶，同時(shi)仍有穩(wen)定的(de)(de)(de)高(gao)鈦、鈮的(de)(de)(de)碳化物(wu)沉淀存在。為了使(shi)此合金獲(huo)得(de)最(zui)高(gao)強度，固溶處理后(hou)可(ke)再進行(xing)雙(shuang)時(shi)效，第一次在718~746℃時(shi)效8小(xiao)(xiao)時(shi)，隨后(hou)以50℃/小(xiao)(xiao)時(shi)的(de)(de)(de)速度冷卻到621℃,再進行(xing)保溫(wen)(wen)8小(xiao)(xiao)時(shi)的(de)(de)(de)第二次時(shi)效，隨后(hou)空(kong)冷。控制(zhi)適(shi)宜的(de)(de)(de)時(shi)效時(shi)間，會由于高(gao)鉻、鉬碳化物(wu)的(de)(de)(de)減少獲(huo)得(de)良好的(de)(de)(de)耐點蝕(shi)、耐縫隙腐蝕(shi)和耐應力腐蝕(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。