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GH 3625（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、 耐腐蝕性能

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金在(zai)大氣、天然水(shui)、海水(shui)、中(zhong)性鹽和堿等弱(ruo)介(jie)質(zhi)中(zhong)，基本上(shang)是無明(ming)顯(xian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)。在(zai)更苛刻的(de)(de)介(jie)質(zhi)中(zhong)，由(you)于鉻的(de)(de)存在(zai)能(neng)耐(nai)(nai)(nai)氧化性酸，并抗高(gao)溫氧化；由(you)于是鎳基且鉬含(han)量高(gao)，因(yin)此又耐(nai)(nai)(nai)還原性酸介(jie)質(zhi)。對于局部腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，高(gao)鉻、鉬量使此合(he)金耐(nai)(nai)(nai)點蝕(shi)(shi)(shi)和縫隙腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，高(gao)鎳、鉻量使此合(he)金耐(nai)(nai)(nai)應力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)；高(gao)鈮(ni)（鈦）量使此合(he)金不易產(chan)生晶間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。

 1. 耐(nai)全面腐蝕性

  ①. 在(zai)硝酸中(zhong) 在(zai)65%HNO3中(zhong)和(he)沸騰溫度下，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. 在氫氟(fu)酸中用螢石與硫酸反(fan)應制取氫氟(fu)酸的(de)蒸(zheng)發(fa)器(qi)，它(ta)的(de)襯(chen)里一般用0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)制造(zao)。與此同時，蒸(zheng)發(fa)器(qi)之間的(de)管線(xian)、配件等(deng)也是(shi)采用此合(he)金(jin)。在HF氣提(ti)塔頂(ding)部掛(gua)片(pian)結果表明(ming)，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金(jin)的(de)全面腐蝕速率僅為0.075m/a。

  ⑤. 在含磷酸的(de)一些介質中試驗指出，在55%H3PO4+0.8%HF 溶液中，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的(de)腐(fu)蝕速率為(wei)0.412mm/a。

  ⑥. 在(zai)堿(jian)中在(zai)實驗室(shi)內(nei)50%NaOH中0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金的年(nian)腐蝕速率為0.0125mm/a。經500小(xiao)時試驗，未見有(you)應力(li)腐蝕產生。

  ⑦. 在鹽酸(suan)中由(you)于此合(he)金鉬含量高，在室溫鹽酸(suan)中有(you)一定的耐蝕(shi)性(xing)(xing)。但溫度升(sheng)高，耐蝕(shi)性(xing)(xing)下降(jiang)。

 2. 耐局部腐蝕性

  ①. 耐晶間腐蝕性

  由于(yu)其(qi)鈮含量高，0Cr22Ni60o9Nb4 合金具(ju)有非常好的(de)(de)耐敏(min)化態晶間腐蝕(shi)的(de)(de)性能(neng)。正是(shi)由于(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的(de)(de)此種(zhong)性能(neng)，因(yin)而敏(min)化處(chu)(chu)理(li)或(huo)焊后，此合金不需再進行(xing)固溶(rong)處(chu)(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(gen)據在(zai)ASTM G28A溶液中(zhong)，經(jing)120銷售試驗(yan)得出(chu)的T-T-S(時間－溫度－敏（化(hua)(hua)）曲線。顯然，軟化(hua)(hua)退火(huo)處(chu)理(li)再經(jing)敏化(hua)(hua)較(jiao)固溶處(chu)理(li)再敏化(hua)(hua)的00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合(he)金晶間腐蝕(shi)敏感性要低得多，這與軟化(hua)(hua)退火(huo)態經(jing)敏化(hua)(hua)后合(he)金中(zhong)大量NbC先于鉻(ge)碳化(hua)(hua)物優(you)先析出(chu)，防止晶界貧鉻(ge)區的形成有關。

 ②. 耐點蝕性(xing) 

  表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金等在(zai)兩 種酸介(jie)質中的(de)耐(nai)點(dian)蝕性，可以看出(chu)0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在(zai)試驗(yan)條件(jian)下均有優良的(de)耐(nai)點(dian)蝕性，而0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合(he)金則耐(nai)點(dian)蝕性不良。

 ③. 縫隙腐(fu)蝕(shi) 

 表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等合(he)金的縫隙腐(fu)蝕(shi)試驗結果(guo)。顯然，在所(suo)試驗的條件下，625 和625 plus 兩種(zhong)合(he)金的耐縫隙腐(fu)蝕(shi)性能中625 plus稍優，但(dan)二者均顯著優于718合(he)金。

 ④. 應力腐蝕 

  模(mo)擬(ni)實際使用環境(jing)對0Cr22Ni60Mo9Nb4等合金進行了幾種應(ying)力腐蝕試驗(yan)，結(jie)果見表。表系模(mo)擬(ni)深氣井條件，在高(gao)壓釜中(zhong)進行試驗(yan)所取得(de)的結(jie)果，在此條件下，表明無論是C型樣(yang)還是U型樣(yang)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的耐應(ying)力腐蝕性能都是最佳。

  表(biao)(biao)系在5%NaCl+0.5%醋酸＋H2S (按NACE TM-077)15%MgCb溶(rong)液沸騰溫度下進行試(shi)驗(yan)所(suo)取(qu)得的(de)結(jie)果。表(biao)(biao)的(de)結(jie)果表(biao)(biao)明(ming)，試(shi)驗(yan)的(de)合金耐應(ying)力腐蝕性能(neng)均良(liang)好(hao)，沒(mei)有(you)斷裂產生。而表(biao)(biao)的(de)結(jie)果表(biao)(biao)明(ming)，5%MgCl2沸騰條件(jian)下 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐應(ying)力腐出性能(neng)良(liang)好(hao)，且均優于718合金。

 ⑤. 腐蝕疲勞(lao) 

   圖系0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金在(zai)室溫(wen)海水中的腐蝕(shi)疲勞試(shi)驗(yan)結果，顯然(ran)，0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金的腐蝕(shi)疲勞強度要高(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(xing)能等其他性(xing)能

  1. 力學性(xing)能

   一(yi)般使(shi)用(yong)(yong)溫(wen)度≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金適用(yong)(yong)于冷、熱加(jia)工并退(tui)火后(hou)使(shi)用(yong)(yong)；使(shi)用(yong)(yong)溫(wen)度高(gao)(gao)于650℃時(shi)，則退(tui)火或固溶態均可(ke)應用(yong)(yong)。對于有高(gao)(gao)溫(wen)蠕變(bian)或持(chi)久要(yao)求時(shi)，建議在固溶態使(shi)用(yong)(yong)；而細晶粒(li)合金則在≤ 816℃ 使(shi)用(yong)(yong)以及在對疲勞(lao)強(qiang)度、硬度和(he)瞬時(shi)強(qiang)度又要(yao)去的條件下使(shi)用(yong)(yong)。

  表(biao)系(xi)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)力學性(xing)(xing)能(neng)。從表(biao)結(jie)(jie)果可知，此合(he)(he)金(jin)(jin)經(jing)732℃單時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)后(hou)屈(qu)服強度較(jiao)(jiao)低(di)(di)（690~793MPa),而經(jing)雙(shuang)時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)后(hou)，可獲得(de)高(gao)(gao)(gao)達827~956MPa的(de)屈(qu)服強度且仍具有較(jiao)(jiao)高(gao)(gao)(gao)塑(su)性(xing)(xing)，雙(shuang)時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)(shi)，若將第一次(ci)時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)溫度從718℃提(ti)高(gao)(gao)(gao)到746℃,則合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)硬度也會有所(suo)提(ti)高(gao)(gao)(gao)。表(biao)3-5-109的(de)結(jie)(jie)果表(biao)明(ming)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)經(jing)固(gu)溶處理(li)再經(jing)746℃x8h爐冷(leng)＋621℃ × 8小時(shi)(shi)空冷(leng)雙(shuang)時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)處理(li)并在316℃保持1000小時(shi)(shi)后(hou)測定其(qi)性(xing)(xing)能(neng)，對此合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)抗張性(xing)(xing)能(neng)并無明(ming)顯影響；表(biao)的(de)結(jie)(jie)果系(xi)經(jing)時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)處理(li)的(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)和(he)經(jing)冷(leng)加(jia)工(gong)變(bian)形量(liang)25%的(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)(jin)在232℃時(shi)(shi)的(de)抗拉性(xing)(xing)能(neng)，可以看出，與室溫性(xing)(xing)能(neng)相比(bi)，經(jing)冷(leng)加(jia)工(gong)變(bian)形提(ti)高(gao)(gao)(gao)強度的(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)(jin)其(qi)強度降低(di)(di)明(ming)顯，而經(jing)時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)處理(li)提(ti)高(gao)(gao)(gao)強度的(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)強度則降低(di)(di)較(jiao)(jiao)少，表(biao)系(xi)0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)高(gao)(gao)(gao)溫力學性(xing)(xing)能(neng)。

  2. 物(wu)理性能

  表列出了(le) 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的物理性能 

  3.  焊接性能

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金焊接(jie)性能良好。可采用(yong)通用(yong)的(de)焊接(jie)方(fang)法，例如 GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和SAW以(yi)及SMAW(MMA)等，而不會遇到特(te)殊困難(nan)。

  4. 冷(leng)熱(re)加工及成(cheng)型性能

  由(you)于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金較(jiao)高(gao)的(de)(de)高(gao)溫變(bian)形(xing)抗力，因此需要較(jiao)高(gao)的(de)(de)加熱溫度(du)，一般約(yue)為1170℃。大量變(bian)形(xing)以在1170~1010℃為宜(yi)；微量變(bian)形(xing)可在930℃以上進(jin)行。此合(he)(he)金的(de)(de)冷(leng)加工和冷(leng)成型性亦佳；與其(qi)他高(gao)鎳、鉻、鉬合(he)(he)金性能相(xiang)近。圖(tu)系合(he)(he)金冷(leng)變(bian)形(xing)量與硬度(du)的(de)(de)關系并與其(qi)他材料進(jin)行比較(jiao)的(de)(de)結(jie)果。由(you)圖(tu)可知，由(you)于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金冷(leng)作(zuo)硬化(hua)傾向較(jiao)大，故進(jin)行冷(leng)加工和冷(leng)成型時要及時進(jin)行中間軟(ruan)化(hua)退火處理。

  5. 熱處理(li)

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金用(yong)于高溫高強度用(yong)途(tu)(tu)，系在(zai)約(yue)1120℃進行(xing)固溶處理(li)（合(he)(he)金中含碳(tan)量～0.05%).用(yong)于耐濕態腐蝕用(yong)途(tu)(tu)（低碳(tan)量～0.03%)多采(cai)用(yong)軟(ruan)化(hua)退火(huo)處理(li)，溫度為(wei)950~1050℃(以(yi)～980℃為(wei)宜(yi)）；為(wei)了防止焊后的(de)晶間腐蝕傾向，也(ye)可(ke)在(zai)900~1100℃進行(xing)穩(wen)定(ding)化(hua)處理(li)，由于NbC的(de)優先(xian)形(xing)成可(ke)避(bi)免鉻碳(tan)化(hua)物形(xing)成所導(dao)致的(de)晶界鉻貧化(hua)。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)的大截(jie)面(mian)棒材可在1025~1052℃加熱(re)，保(bao)溫2~4小(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)后快冷(leng)，此時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)可獲(huo)得充分(fen)再(zai)結晶，同時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)仍有穩定的高(gao)鈦、鈮(ni)的碳化(hua)物沉(chen)淀存在。為了使此合(he)金(jin)獲(huo)得最(zui)高(gao)強度，固溶(rong)處理后可再(zai)進(jin)行雙時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)，第(di)一次在718~746℃時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)8小(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)，隨后以(yi)50℃/小(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的速度冷(leng)卻到621℃,再(zai)進(jin)行保(bao)溫8小(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的第(di)二次時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)，隨后空冷(leng)。控制適宜的時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)，會由于高(gao)鉻、鉬碳化(hua)物的減少獲(huo)得良好(hao)的耐(nai)(nai)點蝕(shi)(shi)、耐(nai)(nai)縫(feng)隙腐(fu)蝕(shi)(shi)和(he)耐(nai)(nai)應力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)性能(neng)。

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。