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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(yi)、化學(xue)成(cheng)分和組織(zhi)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(nai)腐蝕(shi)性能

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)在大氣(qi)、天然(ran)水、海水、中(zhong)性(xing)鹽和(he)堿等弱介質中(zhong)，基(ji)本上是(shi)無(wu)明(ming)顯腐蝕(shi)的(de)。在更苛刻的(de)介質中(zhong)，由(you)(you)于鉻(ge)的(de)存在能耐(nai)(nai)氧(yang)化性(xing)酸(suan)，并抗高(gao)溫氧(yang)化；由(you)(you)于是(shi)鎳基(ji)且(qie)鉬(mu)含量(liang)(liang)高(gao)，因(yin)此又耐(nai)(nai)還原性(xing)酸(suan)介質。對(dui)于局部(bu)腐蝕(shi)，高(gao)鉻(ge)、鉬(mu)量(liang)(liang)使(shi)此合金(jin)耐(nai)(nai)點蝕(shi)和(he)縫(feng)隙腐蝕(shi)，高(gao)鎳、鉻(ge)量(liang)(liang)使(shi)此合金(jin)耐(nai)(nai)應力腐蝕(shi)；高(gao)鈮（鈦）量(liang)(liang)使(shi)此合金(jin)不易產生晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)。

 1. 耐全(quan)面腐蝕性

  ①. 在硝酸中 在65%HNO3中和沸騰溫度下，此合金固(gu)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. 在氫氟酸(suan)中用(yong)螢石與硫酸(suan)反應(ying)制取氫氟酸(suan)的蒸發器(qi)(qi)，它的襯里一(yi)般用(yong)0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)制造。與此同時(shi)，蒸發器(qi)(qi)之間的管(guan)線、配件等也是采用(yong)此合金(jin)。在HF氣(qi)提塔頂(ding)部掛片結果表明，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的全面腐蝕(shi)速率僅為0.075m/a。

  ⑤. 在含(han)磷酸的(de)一些介(jie)質中試驗指出，在55%H3PO4+0.8%HF 溶液中，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的(de)腐蝕速率為0.412mm/a。

  ⑥. 在堿中在實驗室內50%NaOH中0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的(de)年腐蝕速率(lv)為(wei)0.0125mm/a。經500小時(shi)試驗，未見有應(ying)力腐蝕產生。

  ⑦. 在鹽(yan)酸中(zhong)由于此(ci)合金(jin)鉬含量高，在室溫鹽(yan)酸中(zhong)有一定(ding)的耐(nai)蝕(shi)性。但溫度升高，耐(nai)蝕(shi)性下降。

 2. 耐局部腐蝕(shi)性

  ①. 耐晶間腐(fu)蝕性

  由于(yu)其鈮含(han)量高，0Cr22Ni60o9Nb4 合金(jin)具有非常好的(de)耐敏化態晶間(jian)腐蝕的(de)性能(neng)。正是由于(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的(de)此種性能(neng)，因而(er)敏化處理或焊后，此合金(jin)不需再(zai)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ASTM G28A溶液中(zhong)，經120銷售試驗得(de)出(chu)的T-T-S(時間－溫度－敏(min)(min)（化）曲線。顯然(ran)，軟化退火處(chu)(chu)理再經敏(min)(min)化較固溶處(chu)(chu)理再敏(min)(min)化的00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合(he)金晶(jing)(jing)間腐(fu)蝕敏(min)(min)感性要低得(de)多，這(zhe)與軟化退火態經敏(min)(min)化后合(he)金中(zhong)大量NbC先(xian)于鉻碳化物優先(xian)析出(chu)，防止晶(jing)(jing)界貧(pin)鉻區(qu)的形(xing)成有關(guan)。

 ②. 耐點蝕性 

  表(biao)系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金等在兩 種(zhong)酸介質中的耐點蝕(shi)性(xing)，可(ke)以看出0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在試驗條件下均有優良的耐點蝕(shi)性(xing)，而0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合(he)金則耐點蝕(shi)性(xing)不(bu)良。

 ③. 縫(feng)隙(xi)腐(fu)蝕 

 表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等合金(jin)的縫隙(xi)腐蝕(shi)試(shi)驗結果。顯(xian)(xian)然，在所試(shi)驗的條(tiao)件下，625 和(he)625 plus 兩種合金(jin)的耐縫隙(xi)腐蝕(shi)性能(neng)中625 plus稍優，但二者均(jun)顯(xian)(xian)著(zhu)優于718合金(jin)。

 ④. 應力腐蝕 

  模擬實際使用環境對0Cr22Ni60Mo9Nb4等合金進(jin)行了幾種應(ying)力(li)腐蝕試驗，結果(guo)見表(biao)。表(biao)系模擬深氣井(jing)條件(jian)，在(zai)高壓釜中進(jin)行試驗所取得的(de)結果(guo)，在(zai)此條件(jian)下，表(biao)明(ming)無論是(shi)C型樣(yang)還(huan)是(shi)U型樣(yang)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的(de)耐應(ying)力(li)腐蝕性能都是(shi)最佳。

  表系(xi)在5%NaCl+0.5%醋(cu)酸＋H2S (按NACE TM-077)15%MgCb溶液沸騰溫(wen)度下進行(xing)試驗所取得(de)的(de)結果。表的(de)結果表明(ming)，試驗的(de)合(he)金(jin)耐應(ying)力腐蝕性能均良(liang)好，沒有斷裂產生。而(er)表的(de)結果表明(ming)，5%MgCl2沸騰條件下 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐應(ying)力腐出性能良(liang)好，且(qie)均優于718合(he)金(jin)。

 ⑤. 腐(fu)蝕疲(pi)勞(lao) 

   圖系0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金在室溫海水(shui)中的腐(fu)蝕(shi)疲勞試驗結果(guo)，顯然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金的腐(fu)蝕(shi)疲勞強度要高于所(suo)試驗的 Hastel-loy C和 Incoloy 800 以及通用不(bu)銹鋼304和316。

三、力學性能等其他性能

  1. 力學性能

   一(yi)般使(shi)用(yong)溫度(du)≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)適用(yong)于冷、熱加(jia)工并退(tui)火(huo)后使(shi)用(yong)；使(shi)用(yong)溫度(du)高于650℃時，則退(tui)火(huo)或(huo)固(gu)溶態均可(ke)應用(yong)。對(dui)于有高溫蠕變或(huo)持久(jiu)要(yao)求時，建議在(zai)(zai)固(gu)溶態使(shi)用(yong)；而細晶(jing)粒合金(jin)則在(zai)(zai)≤ 816℃ 使(shi)用(yong)以(yi)及在(zai)(zai)對(dui)疲勞(lao)強度(du)、硬度(du)和(he)瞬(shun)時強度(du)又要(yao)去的(de)條件(jian)下使(shi)用(yong)。

  表系00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)力學性(xing)(xing)能。從(cong)表結(jie)果可知(zhi)，此(ci)合(he)金(jin)(jin)(jin)經(jing)(jing)(jing)(jing)732℃單(dan)時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)后(hou)(hou)屈服強(qiang)度(du)較(jiao)低（690~793MPa),而(er)經(jing)(jing)(jing)(jing)雙(shuang)時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)后(hou)(hou)，可獲得(de)高(gao)(gao)達827~956MPa的(de)屈服強(qiang)度(du)且仍(reng)具有較(jiao)高(gao)(gao)塑性(xing)(xing)，雙(shuang)時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)，若將第一次時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)溫度(du)從(cong)718℃提高(gao)(gao)到(dao)746℃,則(ze)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)果表明(ming)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)(jin)(jin)經(jing)(jing)(jing)(jing)固溶處(chu)理(li)(li)再經(jing)(jing)(jing)(jing)746℃x8h爐冷＋621℃ × 8小時(shi)(shi)(shi)(shi)空冷雙(shuang)時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)處(chu)理(li)(li)并在316℃保持1000小時(shi)(shi)(shi)(shi)后(hou)(hou)測定其性(xing)(xing)能，對此(ci)合(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)抗(kang)張性(xing)(xing)能并無明(ming)顯(xian)影響；表的(de)結(jie)果系經(jing)(jing)(jing)(jing)時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)處(chu)理(li)(li)的(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)(jin)(jin)和(he)經(jing)(jing)(jing)(jing)冷加工(gong)變形量25%的(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)(jin)(jin)在232℃時(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)抗(kang)拉(la)性(xing)(xing)能，可以看出，與室溫性(xing)(xing)能相比(bi)，經(jing)(jing)(jing)(jing)冷加工(gong)變形提高(gao)(gao)強(qiang)度(du)的(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)(jin)(jin)其強(qiang)度(du)降(jiang)低明(ming)顯(xian)，而(er)經(jing)(jing)(jing)(jing)時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)處(chu)理(li)(li)提高(gao)(gao)強(qiang)度(du)的(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)強(qiang)度(du)則(ze)降(jiang)低較(jiao)少，表系0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)高(gao)(gao)溫力學性(xing)(xing)能。

  2. 物理性(xing)能

  表列出(chu)了 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的(de)物(wu)理(li)性能 

  3.  焊接性能(neng)

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金焊(han)接(jie)性能良好。可(ke)采用通用的焊(han)接(jie)方(fang)法，例如 GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和SAW以及(ji)SMAW(MMA)等，而不會(hui)遇到特殊(shu)困(kun)難。

  4. 冷熱加工及成型性能

  由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金較高的(de)(de)(de)高溫變形(xing)抗(kang)力(li)，因此需要較高的(de)(de)(de)加(jia)熱溫度(du)，一般約為(wei)1170℃。大(da)量變形(xing)以(yi)在(zai)1170~1010℃為(wei)宜；微量變形(xing)可在(zai)930℃以(yi)上進(jin)行。此合(he)金的(de)(de)(de)冷(leng)(leng)加(jia)工(gong)和冷(leng)(leng)成(cheng)型(xing)性亦佳；與(yu)其(qi)他高鎳、鉻、鉬合(he)金性能相(xiang)近(jin)。圖(tu)(tu)系(xi)合(he)金冷(leng)(leng)變形(xing)量與(yu)硬(ying)度(du)的(de)(de)(de)關(guan)系(xi)并與(yu)其(qi)他材料進(jin)行比較的(de)(de)(de)結果。由圖(tu)(tu)可知，由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金冷(leng)(leng)作硬(ying)化傾向較大(da)，故進(jin)行冷(leng)(leng)加(jia)工(gong)和冷(leng)(leng)成(cheng)型(xing)時(shi)要及時(shi)進(jin)行中間(jian)軟化退火處理。

  5. 熱處理

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)用(yong)(yong)于高(gao)溫高(gao)強度用(yong)(yong)途，系(xi)在(zai)約1120℃進行固溶處理(li)（合金(jin)中含碳量(liang)～0.05%).用(yong)(yong)于耐濕態(tai)腐(fu)蝕(shi)用(yong)(yong)途（低碳量(liang)～0.03%)多采(cai)用(yong)(yong)軟化退(tui)火(huo)處理(li)，溫度為(wei)(wei)950~1050℃(以(yi)～980℃為(wei)(wei)宜）；為(wei)(wei)了防止焊后的晶間腐(fu)蝕(shi)傾向(xiang)，也可在(zai)900~1100℃進行穩定化處理(li)，由(you)于NbC的優先形成(cheng)(cheng)可避免鉻碳化物形成(cheng)(cheng)所導致的晶界鉻貧(pin)化。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)的(de)大截面(mian)棒(bang)材(cai)可(ke)在1025~1052℃加熱，保(bao)溫2~4小(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)后(hou)(hou)快冷(leng)，此時(shi)(shi)(shi)(shi)可(ke)獲(huo)得充分(fen)再(zai)結晶，同時(shi)(shi)(shi)(shi)仍有穩定的(de)高鈦(tai)、鈮的(de)碳化物(wu)沉淀存在。為了使此合金(jin)獲(huo)得最高強度(du)，固溶(rong)處理后(hou)(hou)可(ke)再(zai)進行雙時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)，第(di)一(yi)次在718~746℃時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)8小(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)，隨后(hou)(hou)以50℃/小(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)速度(du)冷(leng)卻(que)到621℃,再(zai)進行保(bao)溫8小(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)第(di)二(er)次時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)，隨后(hou)(hou)空冷(leng)。控(kong)制適宜的(de)時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)間，會由于高鉻、鉬碳化物(wu)的(de)減少獲(huo)得良好的(de)耐(nai)(nai)點蝕、耐(nai)(nai)縫隙腐蝕和耐(nai)(nai)應力(li)腐蝕性能(neng)。

四(si)、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。