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00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti (Inconel 625plus)

 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(er)、 耐腐蝕性能

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)在大(da)氣、天然水(shui)、海水(shui)、中性鹽(yan)和(he)堿(jian)等(deng)弱(ruo)介(jie)質(zhi)中，基(ji)本上是無(wu)明顯腐(fu)蝕(shi)的(de)。在更苛(ke)刻的(de)介(jie)質(zhi)中，由于(yu)(yu)鉻的(de)存在能耐氧化(hua)性酸，并抗高(gao)(gao)(gao)溫氧化(hua)；由于(yu)(yu)是鎳基(ji)且鉬(mu)含量高(gao)(gao)(gao)，因此(ci)(ci)又(you)耐還原性酸介(jie)質(zhi)。對于(yu)(yu)局(ju)部腐(fu)蝕(shi)，高(gao)(gao)(gao)鉻、鉬(mu)量使(shi)(shi)此(ci)(ci)合(he)金(jin)耐點蝕(shi)和(he)縫隙腐(fu)蝕(shi)，高(gao)(gao)(gao)鎳、鉻量使(shi)(shi)此(ci)(ci)合(he)金(jin)耐應力腐(fu)蝕(shi)；高(gao)(gao)(gao)鈮（鈦）量使(shi)(shi)此(ci)(ci)合(he)金(jin)不易產生晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)。

 1. 耐全面腐(fu)蝕性

  ①. 在硝酸中 在65%HNO3中和沸(fei)騰溫度下(xia)，此合金固(gu)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. 在氫氟酸中(zhong)用(yong)螢石與(yu)硫(liu)酸反(fan)應制取氫氟酸的蒸發器(qi)，它的襯里一般(ban)用(yong)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)制造。與(yu)此(ci)同時，蒸發器(qi)之間的管線(xian)、配(pei)件(jian)等也是采用(yong)此(ci)合(he)金(jin)。在HF氣提塔頂部掛片結(jie)果(guo)表明(ming)，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金(jin)的全(quan)面腐蝕速率僅為0.075m/a。

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

  ⑥. 在(zai)堿中在(zai)實驗室內50%NaOH中0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的(de)年(nian)腐(fu)蝕速率為0.0125mm/a。經500小時試驗，未見有應力腐(fu)蝕產生。

  ⑦. 在鹽(yan)(yan)酸中由于此合金鉬含量高(gao)，在室溫鹽(yan)(yan)酸中有(you)一定的耐蝕性。但溫度升高(gao)，耐蝕性下(xia)降。

 2. 耐局部(bu)腐(fu)蝕性(xing)

  ①. 耐晶間(jian)腐(fu)蝕性

  由于其(qi)鈮(ni)含量高(gao)，0Cr22Ni60o9Nb4 合金(jin)具有(you)非常好(hao)的耐敏(min)化態晶間腐蝕的性(xing)(xing)能。正是由于0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的此種性(xing)(xing)能，因而敏(min)化處(chu)理或焊后，此合金(jin)不需(xu)再(zai)進行固溶(rong)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(gen)據在ASTM G28A溶液中(zhong)，經(jing)120銷售(shou)試(shi)驗得出(chu)的T-T-S(時間－溫度－敏(min)(min)（化(hua)）曲線。顯然(ran)，軟化(hua)退火處(chu)理再(zai)經(jing)敏(min)(min)化(hua)較固溶處(chu)理再(zai)敏(min)(min)化(hua)的00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合(he)金(jin)晶間腐蝕敏(min)(min)感性要低得多，這與軟化(hua)退火態經(jing)敏(min)(min)化(hua)后合(he)金(jin)中(zhong)大(da)量NbC先于鉻碳化(hua)物優先析出(chu)，防止晶界(jie)貧鉻區的形成(cheng)有關。

 ②. 耐點蝕(shi)性 

  表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金等在(zai)兩 種酸介質(zhi)中(zhong)的(de)耐點(dian)蝕(shi)性，可以看出(chu)0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在(zai)試驗條件下均有優(you)良的(de)耐點(dian)蝕(shi)性，而0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合(he)金則耐點(dian)蝕(shi)性不良。

 ③. 縫隙腐蝕 

 表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等合金(jin)的(de)縫(feng)隙(xi)腐蝕試驗(yan)結果。顯然，在所(suo)試驗(yan)的(de)條(tiao)件下，625 和625 plus 兩種合金(jin)的(de)耐(nai)縫(feng)隙(xi)腐蝕性能(neng)中625 plus稍優，但(dan)二者均顯著優于718合金(jin)。

 ④. 應力腐蝕 

  模(mo)擬實際使(shi)用環境對0Cr22Ni60Mo9Nb4等合金進行(xing)了幾種應(ying)力腐蝕(shi)(shi)試驗，結(jie)果(guo)見表。表系模(mo)擬深氣井條(tiao)件(jian)，在(zai)高壓釜(fu)中(zhong)進行(xing)試驗所取得的結(jie)果(guo)，在(zai)此條(tiao)件(jian)下，表明(ming)無論是(shi)(shi)C型樣還(huan)是(shi)(shi)U型樣，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的耐應(ying)力腐蝕(shi)(shi)性(xing)能(neng)都是(shi)(shi)最佳。

  表(biao)系在5%NaCl+0.5%醋(cu)酸＋H2S (按NACE TM-077)15%MgCb溶液沸(fei)騰溫度下進行試(shi)驗所取得的(de)結(jie)果(guo)(guo)。表(biao)的(de)結(jie)果(guo)(guo)表(biao)明(ming)，試(shi)驗的(de)合金耐(nai)應力腐(fu)(fu)蝕(shi)性能均良好，沒有(you)斷裂產生。而表(biao)的(de)結(jie)果(guo)(guo)表(biao)明(ming)，5%MgCl2沸(fei)騰條件下 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐(nai)應力腐(fu)(fu)出(chu)性能良好，且均優于(yu)718合金。

 ⑤. 腐蝕疲勞 

   圖系0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)(jin)在室溫海水中的(de)腐蝕疲(pi)勞(lao)試(shi)驗(yan)結果，顯然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)(jin)的(de)腐蝕疲(pi)勞(lao)強(qiang)度要高于所試(shi)驗(yan)的(de) Hastel-loy C和 Incoloy 800 以(yi)及通用(yong)不銹(xiu)鋼304和316。

三、力學性能等(deng)其他性能

  1. 力學性能

   一般使(shi)(shi)用(yong)溫度≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金適用(yong)于冷、熱加工并(bing)退火后使(shi)(shi)用(yong)；使(shi)(shi)用(yong)溫度高(gao)于650℃時(shi)，則(ze)退火或(huo)固溶態均可應用(yong)。對(dui)于有高(gao)溫蠕(ru)變或(huo)持久要求(qiu)時(shi)，建議在(zai)固溶態使(shi)(shi)用(yong)；而細(xi)晶粒(li)合金則(ze)在(zai)≤ 816℃ 使(shi)(shi)用(yong)以及在(zai)對(dui)疲勞(lao)強(qiang)度、硬度和瞬時(shi)強(qiang)度又要去的條件下(xia)使(shi)(shi)用(yong)。

  表(biao)(biao)系00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)力學(xue)性(xing)能(neng)。從表(biao)(biao)結果可知，此(ci)合(he)(he)金(jin)經(jing)(jing)732℃單時(shi)(shi)效(xiao)后(hou)屈服強度(du)(du)較低(di)（690~793MPa),而經(jing)(jing)雙時(shi)(shi)效(xiao)后(hou)，可獲(huo)得高(gao)達827~956MPa的(de)(de)(de)屈服強度(du)(du)且仍(reng)具有較高(gao)塑性(xing)，雙時(shi)(shi)效(xiao)時(shi)(shi)，若(ruo)將第一次時(shi)(shi)效(xiao)溫(wen)度(du)(du)從718℃提(ti)高(gao)到746℃,則(ze)合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)硬度(du)(du)也會(hui)有所提(ti)高(gao)。表(biao)(biao)3-5-109的(de)(de)(de)結果表(biao)(biao)明(ming)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)經(jing)(jing)固(gu)溶處理再經(jing)(jing)746℃x8h爐冷(leng)＋621℃ × 8小(xiao)時(shi)(shi)空冷(leng)雙時(shi)(shi)效(xiao)處理并(bing)在316℃保持1000小(xiao)時(shi)(shi)后(hou)測定其性(xing)能(neng)，對(dui)此(ci)合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)抗(kang)張性(xing)能(neng)并(bing)無(wu)明(ming)顯(xian)影響；表(biao)(biao)的(de)(de)(de)結果系經(jing)(jing)時(shi)(shi)效(xiao)處理的(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)和(he)經(jing)(jing)冷(leng)加工(gong)變形(xing)量25%的(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)在232℃時(shi)(shi)的(de)(de)(de)抗(kang)拉性(xing)能(neng)，可以看出，與室溫(wen)性(xing)能(neng)相比，經(jing)(jing)冷(leng)加工(gong)變形(xing)提(ti)高(gao)強度(du)(du)的(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)其強度(du)(du)降(jiang)(jiang)低(di)明(ming)顯(xian)，而經(jing)(jing)時(shi)(shi)效(xiao)處理提(ti)高(gao)強度(du)(du)的(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)強度(du)(du)則(ze)降(jiang)(jiang)低(di)較少，表(biao)(biao)系0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)力學(xue)性(xing)能(neng)。

  2. 物理性(xing)能

  表列出了 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金(jin)的物理性能 

  3.  焊接性(xing)能(neng)

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金焊接性能良好。可采用通用的(de)焊接方(fang)法(fa)，例如 GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和SAW以及(ji)SMAW(MMA)等，而不會遇(yu)到特殊困難(nan)。

  4. 冷熱(re)加工(gong)及成型性能

  由(you)于(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金較(jiao)(jiao)高(gao)(gao)的(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)變形(xing)抗力，因此(ci)需要(yao)較(jiao)(jiao)高(gao)(gao)的(de)(de)加熱溫(wen)度(du)，一般約為1170℃。大量(liang)變形(xing)以(yi)在1170~1010℃為宜(yi)；微量(liang)變形(xing)可(ke)在930℃以(yi)上進行(xing)。此(ci)合(he)金的(de)(de)冷(leng)(leng)(leng)加工(gong)和(he)冷(leng)(leng)(leng)成型(xing)性亦(yi)佳；與其他(ta)高(gao)(gao)鎳、鉻、鉬合(he)金性能相近。圖系(xi)合(he)金冷(leng)(leng)(leng)變形(xing)量(liang)與硬(ying)度(du)的(de)(de)關系(xi)并與其他(ta)材料進行(xing)比較(jiao)(jiao)的(de)(de)結果。由(you)圖可(ke)知，由(you)于(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金冷(leng)(leng)(leng)作(zuo)硬(ying)化傾(qing)向較(jiao)(jiao)大，故進行(xing)冷(leng)(leng)(leng)加工(gong)和(he)冷(leng)(leng)(leng)成型(xing)時要(yao)及時進行(xing)中(zhong)間軟化退火處理。

  5. 熱(re)處理

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)用(yong)(yong)于(yu)高溫(wen)高強度用(yong)(yong)途(tu)，系(xi)在約1120℃進(jin)行固溶處理(li)（合(he)金(jin)中含(han)碳量(liang)～0.05%).用(yong)(yong)于(yu)耐(nai)濕態腐(fu)蝕(shi)用(yong)(yong)途(tu)（低碳量(liang)～0.03%)多采(cai)用(yong)(yong)軟(ruan)化(hua)退火處理(li)，溫(wen)度為(wei)950~1050℃(以(yi)～980℃為(wei)宜）；為(wei)了(le)防止焊后的(de)晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)傾(qing)向，也可(ke)在900~1100℃進(jin)行穩(wen)定化(hua)處理(li)，由于(yu)NbC的(de)優先(xian)形(xing)成可(ke)避免鉻(ge)碳化(hua)物形(xing)成所導致(zhi)的(de)晶(jing)界鉻(ge)貧化(hua)。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的(de)(de)(de)大截面棒材可(ke)在(zai)1025~1052℃加熱，保溫(wen)2~4小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)后(hou)快冷(leng)，此時(shi)(shi)可(ke)獲(huo)得充分再結晶，同(tong)時(shi)(shi)仍(reng)有穩(wen)定的(de)(de)(de)高(gao)鈦、鈮的(de)(de)(de)碳(tan)(tan)化物沉淀存(cun)在(zai)。為了(le)使此合金獲(huo)得最(zui)高(gao)強度，固溶處(chu)理(li)后(hou)可(ke)再進行(xing)雙時(shi)(shi)效，第(di)一次在(zai)718~746℃時(shi)(shi)效8小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)，隨(sui)后(hou)以50℃/小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)的(de)(de)(de)速(su)度冷(leng)卻到(dao)621℃,再進行(xing)保溫(wen)8小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)的(de)(de)(de)第(di)二次時(shi)(shi)效，隨(sui)后(hou)空冷(leng)。控制適(shi)宜的(de)(de)(de)時(shi)(shi)效時(shi)(shi)間，會由于高(gao)鉻、鉬碳(tan)(tan)化物的(de)(de)(de)減(jian)少獲(huo)得良好的(de)(de)(de)耐(nai)點蝕(shi)、耐(nai)縫隙(xi)腐蝕(shi)和(he)耐(nai)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。