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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)學成(cheng)分和(he)組織特點(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(he)金(jin)在大氣、天(tian)然水(shui)、海(hai)水(shui)、中(zhong)性鹽和(he)堿等(deng)弱介(jie)質中(zhong)，基本上是(shi)無明顯腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)。在更苛刻的(de)介(jie)質中(zhong)，由于(yu)鉻的(de)存在能(neng)耐(nai)氧化(hua)性酸(suan)，并抗高(gao)溫氧化(hua)；由于(yu)是(shi)鎳基且鉬含(han)量高(gao)，因此(ci)(ci)又耐(nai)還原性酸(suan)介(jie)質。對于(yu)局部腐(fu)蝕(shi)(shi)，高(gao)鉻、鉬量使(shi)此(ci)(ci)合(he)金(jin)耐(nai)點(dian)蝕(shi)(shi)和(he)縫隙(xi)腐(fu)蝕(shi)(shi)，高(gao)鎳、鉻量使(shi)此(ci)(ci)合(he)金(jin)耐(nai)應力腐(fu)蝕(shi)(shi)；高(gao)鈮(ni)（鈦）量使(shi)此(ci)(ci)合(he)金(jin)不易產生晶間腐(fu)蝕(shi)(shi)。

 1. 耐全面腐蝕性

  ①. 在硝酸中(zhong) 在65%HNO3中(zhong)和沸(fei)騰溫度下(xia)，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(fu)酸中(zhong)用(yong)螢石與硫酸反應制取氫氟(fu)酸的(de)蒸(zheng)(zheng)發器(qi)，它(ta)的(de)襯里一般(ban)用(yong)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)制造。與此同時，蒸(zheng)(zheng)發器(qi)之間的(de)管線、配件等也是采用(yong)此合(he)金(jin)。在HF氣(qi)提塔頂部掛片結果表明，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金(jin)的(de)全面腐蝕速率僅為0.075m/a。

  ⑤. 在含磷(lin)酸的一些(xie)介質中(zhong)試驗(yan)指出，在55%H3PO4+0.8%HF 溶(rong)液中(zhong)，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的腐蝕速率為0.412mm/a。

  ⑥. 在堿中在實驗室內50%NaOH中0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的年腐(fu)蝕速(su)率(lv)為0.0125mm/a。經500小時試驗，未見有應力腐(fu)蝕產生。

  ⑦. 在鹽(yan)酸中(zhong)由于此合金鉬含量高，在室(shi)溫(wen)鹽(yan)酸中(zhong)有(you)一(yi)定的耐(nai)蝕性。但溫(wen)度升高，耐(nai)蝕性下降。

 2. 耐局部腐蝕(shi)性

  ①. 耐晶間(jian)腐蝕性(xing)

  由(you)于其鈮含量(liang)高，0Cr22Ni60o9Nb4 合金具有非常好的(de)耐敏(min)(min)化態晶間腐蝕的(de)性(xing)能。正是由(you)于0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的(de)此(ci)種性(xing)能，因而敏(min)(min)化處理或焊(han)后(hou)，此(ci)合金不需再進行固(gu)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，經120銷售試驗得(de)出的(de)T-T-S(時間－溫(wen)度(du)－敏(min)(min)（化(hua)）曲(qu)線(xian)。顯然(ran)，軟(ruan)(ruan)化(hua)退(tui)火處(chu)理再(zai)經敏(min)(min)化(hua)較固溶處(chu)理再(zai)敏(min)(min)化(hua)的(de)00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合金(jin)晶間腐蝕(shi)敏(min)(min)感性(xing)要低得(de)多，這與(yu)軟(ruan)(ruan)化(hua)退(tui)火態經敏(min)(min)化(hua)后合金(jin)中大量NbC先于鉻碳(tan)化(hua)物優(you)先析出，防止晶界貧鉻區的(de)形(xing)成有(you)關。

 ②. 耐點蝕性(xing) 

  表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)等在(zai)兩 種酸(suan)介質(zhi)中的耐(nai)點蝕性(xing)，可以看出(chu)0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在(zai)試驗條件下均有優良的耐(nai)點蝕性(xing)，而0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合金(jin)則耐(nai)點蝕性(xing)不良。

 ③. 縫隙腐(fu)蝕 

 表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等合金(jin)的縫(feng)隙腐蝕試驗結(jie)果。顯(xian)然，在所試驗的條件下，625 和625 plus 兩種(zhong)合金(jin)的耐縫(feng)隙腐蝕性能(neng)中(zhong)625 plus稍優，但二(er)者均(jun)顯(xian)著優于718合金(jin)。

 ④. 應力(li)腐蝕(shi) 

  模(mo)擬實際使(shi)用(yong)環(huan)境對0Cr22Ni60Mo9Nb4等合(he)金(jin)進行了幾(ji)種應(ying)力(li)(li)腐蝕試(shi)驗，結果(guo)見表(biao)。表(biao)系模(mo)擬深(shen)氣井條件，在高壓釜中進行試(shi)驗所(suo)取得的結果(guo)，在此(ci)條件下，表(biao)明無論是(shi)(shi)C型(xing)樣還是(shi)(shi)U型(xing)樣，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)的耐(nai)應(ying)力(li)(li)腐蝕性能(neng)都是(shi)(shi)最(zui)佳(jia)。

  表(biao)(biao)系在5%NaCl+0.5%醋(cu)酸＋H2S (按(an)NACE TM-077)15%MgCb溶液沸(fei)騰(teng)溫(wen)度下進(jin)行試驗(yan)所(suo)取得的結(jie)果。表(biao)(biao)的結(jie)果表(biao)(biao)明，試驗(yan)的合(he)金(jin)耐應(ying)力腐蝕(shi)性(xing)(xing)能均良好(hao)，沒(mei)有斷裂產(chan)生。而表(biao)(biao)的結(jie)果表(biao)(biao)明，5%MgCl2沸(fei)騰(teng)條件下 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐應(ying)力腐出性(xing)(xing)能良好(hao)，且(qie)均優于718合(he)金(jin)。

 ⑤. 腐蝕疲勞 

   圖(tu)系0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金在(zai)室溫海水中的(de)腐(fu)蝕疲(pi)勞試驗結果(guo)，顯(xian)然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合金的(de)腐(fu)蝕疲(pi)勞強度要高于所試驗的(de) Hastel-loy C和(he) Incoloy 800 以及通用不銹鋼304和(he)316。

三、力學性能等其他性能

  1. 力學性能

   一(yi)般(ban)使(shi)(shi)用(yong)(yong)溫(wen)度(du)(du)(du)≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金適用(yong)(yong)于冷、熱(re)加(jia)工并退(tui)火(huo)后使(shi)(shi)用(yong)(yong)；使(shi)(shi)用(yong)(yong)溫(wen)度(du)(du)(du)高于650℃時(shi)，則(ze)退(tui)火(huo)或(huo)固溶態均可(ke)應用(yong)(yong)。對于有高溫(wen)蠕變或(huo)持久要(yao)求(qiu)時(shi)，建(jian)議在(zai)固溶態使(shi)(shi)用(yong)(yong)；而細晶粒合(he)金則(ze)在(zai)≤ 816℃ 使(shi)(shi)用(yong)(yong)以及(ji)在(zai)對疲勞強度(du)(du)(du)、硬(ying)度(du)(du)(du)和(he)瞬時(shi)強度(du)(du)(du)又要(yao)去的條件下(xia)使(shi)(shi)用(yong)(yong)。

  表(biao)(biao)(biao)系(xi)(xi)(xi)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)力學性能(neng)。從(cong)表(biao)(biao)(biao)結(jie)(jie)果(guo)可知，此(ci)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)經(jing)732℃單時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)后(hou)(hou)屈(qu)服(fu)強度(du)(du)(du)較(jiao)低（690~793MPa),而經(jing)雙(shuang)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)后(hou)(hou)，可獲得高(gao)達827~956MPa的(de)(de)屈(qu)服(fu)強度(du)(du)(du)且(qie)仍具有較(jiao)高(gao)塑性，雙(shuang)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)，若(ruo)將第(di)一次時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)溫(wen)度(du)(du)(du)從(cong)718℃提(ti)(ti)高(gao)到(dao)746℃,則合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)硬度(du)(du)(du)也會有所提(ti)(ti)高(gao)。表(biao)(biao)(biao)3-5-109的(de)(de)結(jie)(jie)果(guo)表(biao)(biao)(biao)明(ming)(ming)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)經(jing)固溶處(chu)理再經(jing)746℃x8h爐(lu)冷(leng)＋621℃ × 8小時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)空冷(leng)雙(shuang)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)處(chu)理并在316℃保持1000小時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)后(hou)(hou)測定其(qi)性能(neng)，對此(ci)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)抗(kang)張性能(neng)并無(wu)明(ming)(ming)顯(xian)影響；表(biao)(biao)(biao)的(de)(de)結(jie)(jie)果(guo)系(xi)(xi)(xi)經(jing)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)處(chu)理的(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)和(he)經(jing)冷(leng)加工變(bian)形量25%的(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)在232℃時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)抗(kang)拉性能(neng)，可以(yi)看出(chu)，與室溫(wen)性能(neng)相比，經(jing)冷(leng)加工變(bian)形提(ti)(ti)高(gao)強度(du)(du)(du)的(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)其(qi)強度(du)(du)(du)降(jiang)低明(ming)(ming)顯(xian)，而經(jing)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)處(chu)理提(ti)(ti)高(gao)強度(du)(du)(du)的(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)強度(du)(du)(du)則降(jiang)低較(jiao)少，表(biao)(biao)(biao)系(xi)(xi)(xi)0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)高(gao)溫(wen)力學性能(neng)。

  2. 物理性(xing)能

  表列出了 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的物理性能 

  3.  焊接性能

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金焊接(jie)性(xing)能良好(hao)。可采(cai)用通(tong)用的焊接(jie)方法，例如 GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和SAW以及SMAW(MMA)等，而不會遇(yu)到特殊困難。

  4. 冷(leng)熱加工及成型性能

  由(you)于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)(jin)(jin)較(jiao)高(gao)的(de)高(gao)溫變形(xing)(xing)抗力，因此需要較(jiao)高(gao)的(de)加熱溫度，一般(ban)約為(wei)1170℃。大量(liang)變形(xing)(xing)以在(zai)1170~1010℃為(wei)宜；微量(liang)變形(xing)(xing)可在(zai)930℃以上進行(xing)。此合(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)冷(leng)加工(gong)和冷(leng)成型(xing)性亦佳；與(yu)其他高(gao)鎳、鉻、鉬(mu)合(he)金(jin)(jin)(jin)性能相(xiang)近。圖(tu)系合(he)金(jin)(jin)(jin)冷(leng)變形(xing)(xing)量(liang)與(yu)硬度的(de)關系并與(yu)其他材料進行(xing)比(bi)較(jiao)的(de)結果。由(you)圖(tu)可知，由(you)于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)(jin)(jin)冷(leng)作(zuo)硬化傾向較(jiao)大，故進行(xing)冷(leng)加工(gong)和冷(leng)成型(xing)時要及(ji)時進行(xing)中間軟化退火(huo)處理。

  5. 熱處理

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合金用于高溫高強度用途(tu)，系在約(yue)1120℃進(jin)行固(gu)溶處(chu)理（合金中含碳(tan)量～0.05%).用于耐濕態腐蝕用途(tu)（低(di)碳(tan)量～0.03%)多采(cai)用軟化(hua)(hua)退火處(chu)理，溫度為950~1050℃(以～980℃為宜）；為了防(fang)止焊后(hou)的晶(jing)間腐蝕傾(qing)向(xiang)，也可在900~1100℃進(jin)行穩定化(hua)(hua)處(chu)理，由(you)于NbC的優(you)先形成可避免鉻(ge)碳(tan)化(hua)(hua)物形成所導(dao)致(zhi)的晶(jing)界(jie)鉻(ge)貧化(hua)(hua)。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的(de)(de)大截面(mian)棒材可在(zai)1025~1052℃加熱(re)，保溫2~4小時(shi)(shi)(shi)(shi)后(hou)快冷(leng)，此時(shi)(shi)(shi)(shi)可獲得充(chong)分(fen)再結(jie)晶，同時(shi)(shi)(shi)(shi)仍有(you)穩(wen)定的(de)(de)高鈦、鈮的(de)(de)碳化(hua)物沉淀(dian)存(cun)在(zai)。為(wei)了使此合金獲得最(zui)高強度，固溶處(chu)理后(hou)可再進行雙時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)，第一次在(zai)718~746℃時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)8小時(shi)(shi)(shi)(shi)，隨后(hou)以(yi)50℃/小時(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)速度冷(leng)卻到621℃,再進行保溫8小時(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)第二(er)次時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)，隨后(hou)空冷(leng)。控(kong)制適(shi)宜的(de)(de)時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)間，會由于高鉻、鉬碳化(hua)物的(de)(de)減少獲得良好(hao)的(de)(de)耐點蝕(shi)、耐縫(feng)隙(xi)腐蝕(shi)和耐應力(li)腐蝕(shi)性能。

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。