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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、化學成分和(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、 耐腐蝕性能

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)(jin)(jin)在大(da)氣、天然水(shui)(shui)、海水(shui)(shui)、中性鹽和堿等弱介(jie)質中，基(ji)本上是(shi)(shi)無明顯腐蝕(shi)(shi)的(de)。在更苛(ke)刻的(de)介(jie)質中，由于(yu)鉻(ge)(ge)的(de)存在能耐氧(yang)化性酸，并抗高(gao)溫氧(yang)化；由于(yu)是(shi)(shi)鎳(nie)基(ji)且(qie)鉬含量(liang)高(gao)，因此又耐還原性酸介(jie)質。對于(yu)局部(bu)腐蝕(shi)(shi)，高(gao)鉻(ge)(ge)、鉬量(liang)使此合金(jin)(jin)(jin)耐點蝕(shi)(shi)和縫隙腐蝕(shi)(shi)，高(gao)鎳(nie)、鉻(ge)(ge)量(liang)使此合金(jin)(jin)(jin)耐應(ying)力腐蝕(shi)(shi)；高(gao)鈮（鈦(tai)）量(liang)使此合金(jin)(jin)(jin)不易產生晶間腐蝕(shi)(shi)。

 1. 耐全(quan)面腐蝕性

  ①. 在(zai)硝(xiao)酸中 在(zai)65%HNO3中和沸騰溫度下，此合金固溶態腐蝕率(lv)≤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. 在氫氟酸中用螢石與硫酸反應(ying)制取氫氟酸的蒸(zheng)發器(qi)，它的襯里一般(ban)用0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)制造。與此同時，蒸(zheng)發器(qi)之間的管線、配件等也是采用此合金(jin)。在HF氣(qi)提塔頂部(bu)掛片(pian)結果表明，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的全面腐(fu)蝕速(su)率僅為0.075m/a。

  ⑤. 在含(han)磷酸的一些介質中(zhong)試驗(yan)指出，在55%H3PO4+0.8%HF 溶液中(zhong)，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的腐蝕(shi)速率為0.412mm/a。

  ⑥. 在堿中(zhong)在實驗室內50%NaOH中(zhong)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的年腐(fu)蝕速率為0.0125mm/a。經(jing)500小時(shi)試(shi)驗，未見有(you)應力(li)腐(fu)蝕產(chan)生。

  ⑦. 在(zai)鹽酸中(zhong)(zhong)由于此合金(jin)鉬含量高(gao)，在(zai)室溫鹽酸中(zhong)(zhong)有一定的耐蝕(shi)性。但溫度升高(gao)，耐蝕(shi)性下(xia)降。

 2. 耐局部腐(fu)蝕性

  ①. 耐晶間腐蝕性

  由于其鈮含量高(gao)，0Cr22Ni60o9Nb4 合(he)金具(ju)有(you)非(fei)常好的耐敏(min)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(min)化處(chu)理或焊(han)后(hou)，此合(he)金不需再(zai)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)。

  根據在(zai)ASTM G28A溶液中，經(jing)120銷售試(shi)驗(yan)得出的T-T-S(時間－溫度－敏(min)（化(hua)）曲線(xian)。顯然，軟化(hua)退火處理再(zai)經(jing)敏(min)化(hua)較固溶處理再(zai)敏(min)化(hua)的00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合金(jin)晶間腐(fu)蝕敏(min)感性要(yao)低得多(duo)，這(zhe)與軟化(hua)退火態(tai)經(jing)敏(min)化(hua)后合金(jin)中大量(liang)NbC先于鉻碳化(hua)物優(you)先析出，防止晶界貧鉻區的形成有關。

 ②. 耐(nai)點蝕性 

  表系(xi)0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)等在兩(liang) 種酸介質中的耐點(dian)蝕性，可以看出0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在試驗條件下均有優(you)良的耐點(dian)蝕性，而0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合金(jin)則耐點(dian)蝕性不良。

 ③. 縫(feng)隙腐蝕 

 表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等合(he)金的(de)縫(feng)隙腐蝕試(shi)驗結果。顯然，在(zai)所試(shi)驗的(de)條件下，625 和625 plus 兩(liang)種合(he)金的(de)耐縫(feng)隙腐蝕性能中625 plus稍優，但二者(zhe)均顯著優于718合(he)金。

 ④. 應力腐(fu)蝕 

  模(mo)擬實際使用環境對0Cr22Ni60Mo9Nb4等合金(jin)進行了幾種應(ying)力腐(fu)蝕試驗(yan)，結(jie)果(guo)見表(biao)(biao)。表(biao)(biao)系(xi)模(mo)擬深氣(qi)井條件，在高壓釜中(zhong)進行試驗(yan)所(suo)取(qu)得的(de)結(jie)果(guo)，在此條件下(xia)，表(biao)(biao)明無論是(shi)C型(xing)樣還是(shi)U型(xing)樣，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)的(de)耐應(ying)力腐(fu)蝕性能都(dou)是(shi)最佳(jia)。

  表系在(zai)5%NaCl+0.5%醋酸(suan)＋H2S (按NACE TM-077)15%MgCb溶液沸騰(teng)溫度下進行試驗所取(qu)得的(de)結果。表的(de)結果表明，試驗的(de)合(he)金耐應力腐蝕性(xing)能(neng)均(jun)良好，沒有斷裂產(chan)生。而表的(de)結果表明，5%MgCl2沸騰(teng)條件下 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐應力腐出性(xing)能(neng)良好，且均(jun)優(you)于718合(he)金。

 ⑤. 腐蝕(shi)疲勞(lao) 

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

三(san)、力學性能等其他性能

  1. 力學(xue)性能

   一般使(shi)用(yong)溫度(du)≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金適用(yong)于冷、熱(re)加工并退(tui)(tui)火后使(shi)用(yong)；使(shi)用(yong)溫度(du)高(gao)于650℃時，則(ze)(ze)退(tui)(tui)火或固(gu)溶態均可應用(yong)。對(dui)于有高(gao)溫蠕變或持久(jiu)要(yao)求時，建議在固(gu)溶態使(shi)用(yong)；而細晶(jing)粒合金則(ze)(ze)在≤ 816℃ 使(shi)用(yong)以及在對(dui)疲(pi)勞(lao)強度(du)、硬(ying)度(du)和瞬時強度(du)又要(yao)去(qu)的條件(jian)下(xia)使(shi)用(yong)。

  表(biao)(biao)系00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)力學性(xing)能。從(cong)表(biao)(biao)結果可知(zhi)，此合(he)金(jin)(jin)經(jing)(jing)(jing)(jing)732℃單時效(xiao)后屈(qu)服(fu)強(qiang)度(du)(du)(du)較(jiao)(jiao)低(di)（690~793MPa),而(er)經(jing)(jing)(jing)(jing)雙(shuang)(shuang)時效(xiao)后，可獲得高(gao)(gao)(gao)達827~956MPa的(de)(de)屈(qu)服(fu)強(qiang)度(du)(du)(du)且仍具有較(jiao)(jiao)高(gao)(gao)(gao)塑性(xing)，雙(shuang)(shuang)時效(xiao)時，若將(jiang)第一(yi)次時效(xiao)溫度(du)(du)(du)從(cong)718℃提(ti)高(gao)(gao)(gao)到746℃,則(ze)合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)硬度(du)(du)(du)也會有所提(ti)高(gao)(gao)(gao)。表(biao)(biao)3-5-109的(de)(de)結果表(biao)(biao)明(ming)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)(jin)經(jing)(jing)(jing)(jing)固溶(rong)處(chu)理(li)(li)再經(jing)(jing)(jing)(jing)746℃x8h爐冷＋621℃ × 8小(xiao)時空冷雙(shuang)(shuang)時效(xiao)處(chu)理(li)(li)并在316℃保持1000小(xiao)時后測(ce)定其(qi)性(xing)能，對此合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)抗張性(xing)能并無(wu)明(ming)顯影響；表(biao)(biao)的(de)(de)結果系經(jing)(jing)(jing)(jing)時效(xiao)處(chu)理(li)(li)的(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)(jin)和經(jing)(jing)(jing)(jing)冷加工變形量25%的(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)(jin)在232℃時的(de)(de)抗拉性(xing)能，可以看出，與室溫性(xing)能相比，經(jing)(jing)(jing)(jing)冷加工變形提(ti)高(gao)(gao)(gao)強(qiang)度(du)(du)(du)的(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)(jin)其(qi)強(qiang)度(du)(du)(du)降低(di)明(ming)顯，而(er)經(jing)(jing)(jing)(jing)時效(xiao)處(chu)理(li)(li)提(ti)高(gao)(gao)(gao)強(qiang)度(du)(du)(du)的(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)強(qiang)度(du)(du)(du)則(ze)降低(di)較(jiao)(jiao)少，表(biao)(biao)系0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)高(gao)(gao)(gao)溫力學性(xing)能。

  2. 物理性(xing)能

  表列出了 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金的物理(li)性能 

  3.  焊接性能

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金焊(han)接性能良好(hao)。可采用(yong)(yong)通用(yong)(yong)的焊(han)接方法，例(li)如 GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和SAW以及SMAW(MMA)等，而(er)不(bu)會遇(yu)到(dao)特殊困難(nan)。

  4. 冷熱(re)加工(gong)及成型性能

  由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)(jin)較高(gao)的(de)高(gao)溫變(bian)(bian)形抗力(li)，因(yin)此需要較高(gao)的(de)加(jia)熱溫度，一般約為1170℃。大量變(bian)(bian)形以(yi)在1170~1010℃為宜；微(wei)量變(bian)(bian)形可(ke)在930℃以(yi)上進(jin)(jin)行(xing)。此合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)冷(leng)加(jia)工(gong)和(he)(he)冷(leng)成型(xing)性亦佳；與(yu)(yu)其(qi)他(ta)高(gao)鎳、鉻、鉬(mu)合(he)(he)金(jin)(jin)性能相近。圖系(xi)合(he)(he)金(jin)(jin)冷(leng)變(bian)(bian)形量與(yu)(yu)硬度的(de)關系(xi)并與(yu)(yu)其(qi)他(ta)材料進(jin)(jin)行(xing)比較的(de)結果。由圖可(ke)知，由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)(jin)冷(leng)作硬化(hua)傾向較大，故進(jin)(jin)行(xing)冷(leng)加(jia)工(gong)和(he)(he)冷(leng)成型(xing)時要及時進(jin)(jin)行(xing)中(zhong)間(jian)軟化(hua)退火處理(li)。

  5. 熱(re)處理

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)用(yong)(yong)于(yu)高(gao)溫高(gao)強度(du)用(yong)(yong)途，系在約1120℃進行固溶處(chu)理(li)（合金(jin)中含碳量～0.05%).用(yong)(yong)于(yu)耐濕態腐蝕用(yong)(yong)途（低碳量～0.03%)多采用(yong)(yong)軟化退火處(chu)理(li)，溫度(du)為(wei)950~1050℃(以(yi)～980℃為(wei)宜(yi)）；為(wei)了防止焊后(hou)的晶間腐蝕傾(qing)向，也可在900~1100℃進行穩定(ding)化處(chu)理(li)，由于(yu)NbC的優先形成(cheng)可避免鉻碳化物形成(cheng)所導致的晶界鉻貧(pin)化。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的(de)大截(jie)面棒材可在(zai)1025~1052℃加(jia)熱，保(bao)溫2~4小時(shi)(shi)后快冷，此(ci)時(shi)(shi)可獲得充分再(zai)結晶，同時(shi)(shi)仍有穩定(ding)的(de)高鈦、鈮的(de)碳(tan)化物(wu)沉淀存(cun)在(zai)。為了(le)使此(ci)合金獲得最高強度(du)，固溶處(chu)理后可再(zai)進行雙時(shi)(shi)效(xiao)，第(di)一次在(zai)718~746℃時(shi)(shi)效(xiao)8小時(shi)(shi)，隨(sui)后以50℃/小時(shi)(shi)的(de)速(su)度(du)冷卻到621℃,再(zai)進行保(bao)溫8小時(shi)(shi)的(de)第(di)二次時(shi)(shi)效(xiao)，隨(sui)后空冷。控制適宜的(de)時(shi)(shi)效(xiao)時(shi)(shi)間，會由于高鉻、鉬碳(tan)化物(wu)的(de)減少獲得良好的(de)耐(nai)點蝕(shi)、耐(nai)縫隙腐(fu)蝕(shi)和耐(nai)應(ying)力腐(fu)蝕(shi)性(xing)能。

四、應用(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。