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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、化(hua)學(xue)成分和組織特(te)點(dian)

 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(shi)性能

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)在(zai)大氣、天然水(shui)、海(hai)水(shui)、中(zhong)(zhong)性鹽和(he)堿等(deng)弱介質中(zhong)(zhong)，基本上(shang)是無明顯腐蝕(shi)的。在(zai)更(geng)苛刻的介質中(zhong)(zhong)，由于鉻的存在(zai)能耐氧化性酸(suan)，并(bing)抗高(gao)(gao)溫氧化；由于是鎳(nie)基且鉬含量(liang)(liang)高(gao)(gao)，因(yin)此(ci)又耐還原性酸(suan)介質。對于局(ju)部(bu)腐蝕(shi)，高(gao)(gao)鉻、鉬量(liang)(liang)使此(ci)合金(jin)耐點蝕(shi)和(he)縫(feng)隙腐蝕(shi)，高(gao)(gao)鎳(nie)、鉻量(liang)(liang)使此(ci)合金(jin)耐應(ying)力腐蝕(shi)；高(gao)(gao)鈮（鈦）量(liang)(liang)使此(ci)合金(jin)不易(yi)產生晶間腐蝕(shi)。

 1. 耐全面腐蝕(shi)性(xing)

  ①. 在硝酸中 在65%HNO3中和沸騰溫度下，此合(he)金固溶(rong)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(zai)氫(qing)(qing)氟酸中用(yong)(yong)螢石與硫酸反(fan)應制取氫(qing)(qing)氟酸的蒸發器，它(ta)的襯里一般用(yong)(yong)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)制造(zao)。與此同(tong)時，蒸發器之間的管線(xian)、配件(jian)等也(ye)是采用(yong)(yong)此合(he)金(jin)。在(zai)HF氣(qi)提(ti)塔頂部掛片結果表(biao)明(ming)，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金(jin)的全面腐蝕(shi)速(su)率僅(jin)為0.075m/a。

  ⑤. 在含磷酸的一些介質中(zhong)試驗指(zhi)出，在55%H3PO4+0.8%HF 溶(rong)液(ye)中(zhong)，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的腐蝕速率為0.412mm/a。

  ⑥. 在(zai)堿中在(zai)實驗室內50%NaOH中0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的年腐蝕(shi)速率為0.0125mm/a。經500小時試(shi)驗，未見(jian)有應(ying)力(li)腐蝕(shi)產生。

  ⑦. 在(zai)鹽酸中由于此合金鉬含量高，在(zai)室(shi)溫鹽酸中有一(yi)定的耐蝕(shi)性。但(dan)溫度升高，耐蝕(shi)性下降。

 2. 耐局部腐(fu)蝕性

  ①. 耐晶間腐蝕性

  由于其鈮含量(liang)高，0Cr22Ni60o9Nb4 合(he)金(jin)(jin)具(ju)有非常好的耐敏化態晶間腐蝕的性(xing)能。正(zheng)是由于0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金(jin)(jin)的此種(zhong)性(xing)能，因而敏化處理或焊后，此合(he)金(jin)(jin)不需(xu)再進行固溶處理。

  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(zhong)，經(jing)(jing)120銷售(shou)試(shi)驗(yan)得(de)出的(de)T-T-S(時間(jian)－溫(wen)度－敏(min)（化(hua)）曲線。顯然，軟(ruan)化(hua)退火(huo)處理(li)再經(jing)(jing)敏(min)化(hua)較(jiao)固溶處理(li)再敏(min)化(hua)的(de)00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合(he)金(jin)晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)敏(min)感性要(yao)低(di)得(de)多，這與(yu)軟(ruan)化(hua)退火(huo)態經(jing)(jing)敏(min)化(hua)后合(he)金(jin)中(zhong)大(da)量(liang)NbC先于鉻碳化(hua)物優先析出，防(fang)止晶(jing)界(jie)貧鉻區的(de)形成有關。

 ②. 耐(nai)點(dian)蝕性(xing) 

  表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金等(deng)在兩 種酸介質(zhi)中(zhong)的耐點(dian)(dian)蝕性，可以看出0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在試(shi)驗條件下均有優良(liang)的耐點(dian)(dian)蝕性，而0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合(he)(he)金則耐點(dian)(dian)蝕性不(bu)良(liang)。

 ③. 縫(feng)隙腐(fu)蝕 

 表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等合(he)金的縫隙腐(fu)蝕(shi)試驗結果(guo)。顯然，在所試驗的條件(jian)下，625 和(he)(he)625 plus 兩(liang)種合(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(shi) 

  模擬實(shi)際使用環境對0Cr22Ni60Mo9Nb4等(deng)合(he)金(jin)進行了(le)幾(ji)種應力(li)腐(fu)蝕試(shi)驗(yan)，結(jie)果見表(biao)。表(biao)系模擬深氣井條(tiao)件(jian)，在高(gao)壓(ya)釜中進行試(shi)驗(yan)所(suo)取得的結(jie)果，在此(ci)條(tiao)件(jian)下，表(biao)明(ming)無論是C型樣還是U型樣，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)的耐應力(li)腐(fu)蝕性(xing)能都(dou)是最佳(jia)。

  表(biao)系在5%NaCl+0.5%醋酸(suan)＋H2S (按NACE TM-077)15%MgCb溶液沸騰溫(wen)度下進行(xing)試(shi)(shi)驗所(suo)取得的(de)(de)結(jie)果。表(biao)的(de)(de)結(jie)果表(biao)明(ming)，試(shi)(shi)驗的(de)(de)合金耐(nai)應力腐蝕(shi)性能均(jun)良(liang)好，沒有(you)斷裂產生。而表(biao)的(de)(de)結(jie)果表(biao)明(ming)，5%MgCl2沸騰條件下 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐(nai)應力腐出性能良(liang)好，且(qie)均(jun)優(you)于718合金。

 ⑤. 腐蝕(shi)疲勞(lao) 

   圖(tu)系(xi)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金在(zai)室溫(wen)海(hai)水中的腐蝕疲(pi)勞(lao)試驗結果(guo)，顯(xian)然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金的腐蝕疲(pi)勞(lao)強度(du)要高(gao)于(yu)所(suo)試驗的 Hastel-loy C和(he) Incoloy 800 以及通用不銹鋼(gang)304和(he)316。

三、力學性能(neng)等其(qi)他(ta)性能(neng)

  1. 力學(xue)性能

   一(yi)般使(shi)用(yong)(yong)溫(wen)度(du)≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金適(shi)用(yong)(yong)于(yu)冷、熱加工并退火(huo)(huo)后使(shi)用(yong)(yong)；使(shi)用(yong)(yong)溫(wen)度(du)高于(yu)650℃時(shi)(shi)(shi)，則退火(huo)(huo)或(huo)(huo)固溶態均可(ke)應用(yong)(yong)。對于(yu)有高溫(wen)蠕變或(huo)(huo)持久(jiu)要求時(shi)(shi)(shi)，建議在(zai)固溶態使(shi)用(yong)(yong)；而(er)細晶粒合金則在(zai)≤ 816℃ 使(shi)用(yong)(yong)以及(ji)在(zai)對疲(pi)勞強(qiang)(qiang)度(du)、硬度(du)和瞬時(shi)(shi)(shi)強(qiang)(qiang)度(du)又要去的條件下使(shi)用(yong)(yong)。

  表系(xi)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)力(li)學性(xing)能(neng)(neng)。從表結果(guo)可(ke)知，此合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)經(jing)(jing)732℃單(dan)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)后(hou)屈服(fu)強(qiang)(qiang)度(du)較低(di)（690~793MPa),而經(jing)(jing)雙(shuang)(shuang)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)后(hou)，可(ke)獲得高(gao)達827~956MPa的(de)(de)屈服(fu)強(qiang)(qiang)度(du)且仍(reng)具有(you)較高(gao)塑性(xing)，雙(shuang)(shuang)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)，若將第一次(ci)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)溫(wen)度(du)從718℃提(ti)高(gao)到746℃,則合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)硬度(du)也會有(you)所(suo)提(ti)高(gao)。表3-5-109的(de)(de)結果(guo)表明，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)經(jing)(jing)固(gu)溶處理再經(jing)(jing)746℃x8h爐冷(leng)(leng)(leng)＋621℃ × 8小時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)空冷(leng)(leng)(leng)雙(shuang)(shuang)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)處理并在(zai)316℃保持1000小時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)后(hou)測定其性(xing)能(neng)(neng)，對此合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)抗張性(xing)能(neng)(neng)并無(wu)明顯影響；表的(de)(de)結果(guo)系(xi)經(jing)(jing)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)處理的(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)和經(jing)(jing)冷(leng)(leng)(leng)加工(gong)變形量25%的(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)在(zai)232℃時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)抗拉性(xing)能(neng)(neng)，可(ke)以看(kan)出，與室溫(wen)性(xing)能(neng)(neng)相比(bi)，經(jing)(jing)冷(leng)(leng)(leng)加工(gong)變形提(ti)高(gao)強(qiang)(qiang)度(du)的(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)其強(qiang)(qiang)度(du)降低(di)明顯，而經(jing)(jing)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)處理提(ti)高(gao)強(qiang)(qiang)度(du)的(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)強(qiang)(qiang)度(du)則降低(di)較少，表系(xi)0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)高(gao)溫(wen)力(li)學性(xing)能(neng)(neng)。

  2. 物(wu)理性能(neng)

  表列出了 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金的物理性能 

  3.  焊接性能

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)焊接(jie)性(xing)能良好(hao)。可(ke)采用通(tong)用的焊接(jie)方法，例如 GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和SAW以及SMAW(MMA)等，而(er)不(bu)會遇到(dao)特殊困難(nan)。

  4. 冷熱加(jia)工及成型性能

  由于(yu)(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金較(jiao)(jiao)高的(de)高溫變(bian)形抗力，因此需要(yao)較(jiao)(jiao)高的(de)加熱溫度，一般約為1170℃。大量變(bian)形以在1170~1010℃為宜；微量變(bian)形可在930℃以上進(jin)行。此合(he)(he)金的(de)冷(leng)加工(gong)和(he)冷(leng)成(cheng)型性亦佳(jia)；與(yu)其他高鎳、鉻、鉬合(he)(he)金性能相近。圖系(xi)合(he)(he)金冷(leng)變(bian)形量與(yu)硬度的(de)關系(xi)并與(yu)其他材料進(jin)行比較(jiao)(jiao)的(de)結果(guo)。由圖可知，由于(yu)(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金冷(leng)作硬化傾(qing)向較(jiao)(jiao)大，故(gu)進(jin)行冷(leng)加工(gong)和(he)冷(leng)成(cheng)型時要(yao)及時進(jin)行中(zhong)間軟化退火處(chu)理(li)。

  5. 熱處理

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金用于高(gao)溫(wen)高(gao)強度用途，系在約1120℃進行(xing)固溶處理（合(he)金中含(han)碳(tan)量～0.05%).用于耐濕(shi)態腐蝕用途（低碳(tan)量～0.03%)多采用軟化(hua)(hua)退火處理，溫(wen)度為950~1050℃(以～980℃為宜）；為了防止焊后的(de)(de)晶間(jian)腐蝕傾向，也(ye)可在900~1100℃進行(xing)穩定化(hua)(hua)處理，由于NbC的(de)(de)優先(xian)形成(cheng)可避免(mian)鉻碳(tan)化(hua)(hua)物形成(cheng)所導致的(de)(de)晶界鉻貧(pin)化(hua)(hua)。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)的(de)(de)大截面棒(bang)材可在1025~1052℃加熱(re)，保(bao)溫2~4小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)后(hou)(hou)快(kuai)冷，此時(shi)(shi)(shi)可獲得充分再結晶，同(tong)時(shi)(shi)(shi)仍(reng)有(you)穩定(ding)的(de)(de)高(gao)(gao)鈦、鈮(ni)的(de)(de)碳(tan)化物(wu)沉淀存在。為了使(shi)此合金(jin)獲得最高(gao)(gao)強度，固溶處理后(hou)(hou)可再進行雙時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)，第(di)一次在718~746℃時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)8小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)，隨(sui)后(hou)(hou)以50℃/小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)的(de)(de)速度冷卻到621℃,再進行保(bao)溫8小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)的(de)(de)第(di)二次時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)，隨(sui)后(hou)(hou)空冷。控制(zhi)適宜的(de)(de)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)間，會由于高(gao)(gao)鉻、鉬(mu)碳(tan)化物(wu)的(de)(de)減少獲得良好的(de)(de)耐(nai)點蝕(shi)、耐(nai)縫(feng)隙腐蝕(shi)和耐(nai)應力腐蝕(shi)性能(neng)。

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。