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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、化學成分和組織特(te)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00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)在大(da)氣、天然水(shui)、海水(shui)、中性(xing)鹽和堿等弱介(jie)質中，基(ji)本(ben)上(shang)是無明顯腐(fu)蝕的。在更(geng)苛刻的介(jie)質中，由于(yu)鉻(ge)的存在能耐氧(yang)(yang)化性(xing)酸(suan)，并抗高(gao)(gao)溫氧(yang)(yang)化；由于(yu)是鎳(nie)(nie)基(ji)且(qie)鉬(mu)含(han)量(liang)高(gao)(gao)，因此又(you)耐還(huan)原性(xing)酸(suan)介(jie)質。對(dui)于(yu)局部腐(fu)蝕，高(gao)(gao)鉻(ge)、鉬(mu)量(liang)使此合(he)金(jin)耐點蝕和縫隙腐(fu)蝕，高(gao)(gao)鎳(nie)(nie)、鉻(ge)量(liang)使此合(he)金(jin)耐應力腐(fu)蝕；高(gao)(gao)鈮(ni)（鈦）量(liang)使此合(he)金(jin)不易產生晶(jing)間腐(fu)蝕。

 1. 耐全面腐蝕性

  ①. 在(zai)硝(xiao)酸中(zhong) 在(zai)65%HNO3中(zhong)和沸(fei)騰(teng)溫(wen)度(du)下，此合(he)金固溶態腐蝕率≤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. 在氫氟酸中用(yong)螢石與(yu)硫酸反應(ying)制(zhi)取氫氟酸的蒸發器，它的襯里一般用(yong)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)制(zhi)造。與(yu)此同時(shi)，蒸發器之(zhi)間的管線、配(pei)件等也(ye)是(shi)采用(yong)此合(he)金(jin)。在HF氣提(ti)塔頂部掛片(pian)結果表明，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金(jin)的全面腐蝕速(su)率(lv)僅為0.075m/a。

  ⑤. 在(zai)含磷酸的(de)一些介質中試(shi)驗(yan)指(zhi)出，在(zai)55%H3PO4+0.8%HF 溶液中，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的(de)腐蝕速率為0.412mm/a。

  ⑥. 在堿(jian)中(zhong)在實驗室內50%NaOH中(zhong)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的年(nian)腐蝕速率為0.0125mm/a。經500小時試驗，未見有(you)應力腐蝕產生。

  ⑦. 在(zai)鹽酸中由于此(ci)合金鉬含量高，在(zai)室溫(wen)鹽酸中有一定的(de)耐蝕性。但溫(wen)度(du)升高，耐蝕性下(xia)降。

 2. 耐局部腐(fu)蝕性

  ①. 耐晶間腐蝕(shi)性

  由于其鈮含量高，0Cr22Ni60o9Nb4 合金(jin)(jin)具有非常好的(de)耐敏化(hua)態(tai)晶(jing)間(jian)腐蝕的(de)性(xing)能(neng)。正是由于0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)(jin)的(de)此種性(xing)能(neng)，因而敏化(hua)處理(li)或(huo)焊(han)后，此合金(jin)(jin)不需再進行固溶處理(li)。

  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(ju)在ASTM G28A溶液(ye)中，經(jing)120銷售試驗(yan)得出的T-T-S(時間－溫度－敏（化(hua)）曲線。顯然，軟(ruan)化(hua)退火處理再(zai)經(jing)敏化(hua)較固溶處理再(zai)敏化(hua)的00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合金晶間腐蝕(shi)敏感性要低得多，這與軟(ruan)化(hua)退火態經(jing)敏化(hua)后合金中大(da)量NbC先于鉻碳化(hua)物優先析出，防止晶界貧鉻區的形成有關。

 ②. 耐點蝕性 

  表(biao)系(xi)0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)等在兩 種酸介質中(zhong)的(de)耐(nai)點蝕性(xing)，可(ke)以看(kan)出0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在試(shi)驗條(tiao)件(jian)下均有優良的(de)耐(nai)點蝕性(xing)，而0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合金(jin)則耐(nai)點蝕性(xing)不良。

 ③. 縫(feng)隙腐蝕 

 表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等合金(jin)的(de)縫隙(xi)腐蝕試驗結(jie)果(guo)。顯然，在所試驗的(de)條件下，625 和625 plus 兩種合金(jin)的(de)耐(nai)縫隙(xi)腐蝕性能(neng)中(zhong)625 plus稍優(you)，但(dan)二者均顯著(zhu)優(you)于(yu)718合金(jin)。

 ④. 應力(li)腐(fu)蝕 

  模擬實際(ji)使(shi)用環境(jing)對0Cr22Ni60Mo9Nb4等合金進行了幾種應力腐蝕試(shi)驗(yan)，結果見表(biao)。表(biao)系模擬深氣井條件，在(zai)高(gao)壓釜中(zhong)進行試(shi)驗(yan)所取得的(de)結果，在(zai)此條件下，表(biao)明無論是C型樣還是U型樣，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的(de)耐應力腐蝕性能都(dou)是最佳。

  表(biao)(biao)系在5%NaCl+0.5%醋酸＋H2S (按NACE TM-077)15%MgCb溶液(ye)沸(fei)騰(teng)溫度下(xia)進行試(shi)驗(yan)所取得的(de)結(jie)果。表(biao)(biao)的(de)結(jie)果表(biao)(biao)明，試(shi)驗(yan)的(de)合金耐應(ying)力腐蝕性(xing)能均良好，沒有斷(duan)裂(lie)產生。而(er)表(biao)(biao)的(de)結(jie)果表(biao)(biao)明，5%MgCl2沸(fei)騰(teng)條件(jian)下(xia) 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和(he) 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐應(ying)力腐出性(xing)能良好，且(qie)均優于(yu)718合金。

 ⑤. 腐蝕疲勞 

   圖系0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金在室溫海水(shui)中的腐蝕疲(pi)勞試驗結果，顯然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金的腐蝕疲(pi)勞強(qiang)度要高(gao)于所試驗的 Hastel-loy C和 Incoloy 800 以(yi)及通用不銹鋼304和316。

三、力學性能(neng)等其他性能(neng)

  1. 力學(xue)性(xing)能

   一般使(shi)(shi)用(yong)(yong)溫(wen)度≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)適用(yong)(yong)于冷(leng)、熱加工并(bing)退火后使(shi)(shi)用(yong)(yong)；使(shi)(shi)用(yong)(yong)溫(wen)度高于650℃時(shi)，則退火或固(gu)溶態均可應用(yong)(yong)。對(dui)于有高溫(wen)蠕(ru)變或持久要(yao)求時(shi)，建(jian)議在(zai)固(gu)溶態使(shi)(shi)用(yong)(yong)；而細晶粒(li)合金(jin)則在(zai)≤ 816℃ 使(shi)(shi)用(yong)(yong)以及(ji)在(zai)對(dui)疲勞強度、硬度和瞬時(shi)強度又要(yao)去的(de)條件下使(shi)(shi)用(yong)(yong)。

  表系(xi)(xi)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金的(de)(de)(de)(de)力學性(xing)能。從(cong)(cong)表結果可知，此合(he)金經732℃單時(shi)(shi)效(xiao)后屈服(fu)強(qiang)度(du)較低(di)（690~793MPa),而經雙(shuang)時(shi)(shi)效(xiao)后，可獲(huo)得高(gao)(gao)達827~956MPa的(de)(de)(de)(de)屈服(fu)強(qiang)度(du)且(qie)仍具有(you)(you)較高(gao)(gao)塑性(xing)，雙(shuang)時(shi)(shi)效(xiao)時(shi)(shi)，若將第(di)一次時(shi)(shi)效(xiao)溫(wen)(wen)度(du)從(cong)(cong)718℃提(ti)高(gao)(gao)到746℃,則合(he)金的(de)(de)(de)(de)硬度(du)也會(hui)有(you)(you)所提(ti)高(gao)(gao)。表3-5-109的(de)(de)(de)(de)結果表明，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金經固溶處理(li)再經746℃x8h爐冷＋621℃ × 8小時(shi)(shi)空冷雙(shuang)時(shi)(shi)效(xiao)處理(li)并(bing)在(zai)316℃保(bao)持(chi)1000小時(shi)(shi)后測定其性(xing)能，對此合(he)金的(de)(de)(de)(de)抗張性(xing)能并(bing)無明顯影響；表的(de)(de)(de)(de)結果系(xi)(xi)經時(shi)(shi)效(xiao)處理(li)的(de)(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金和(he)經冷加(jia)工變形(xing)(xing)量25%的(de)(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金在(zai)232℃時(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)抗拉性(xing)能，可以看出，與室溫(wen)(wen)性(xing)能相比，經冷加(jia)工變形(xing)(xing)提(ti)高(gao)(gao)強(qiang)度(du)的(de)(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金其強(qiang)度(du)降(jiang)低(di)明顯，而經時(shi)(shi)效(xiao)處理(li)提(ti)高(gao)(gao)強(qiang)度(du)的(de)(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金的(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)則降(jiang)低(di)較少，表系(xi)(xi)0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金的(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)力學性(xing)能。

  2. 物理性(xing)能(neng)

  表(biao)列(lie)出了 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的物理性能 

  3.  焊接性能

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金焊(han)接性能良(liang)好。可采用通(tong)用的焊(han)接方(fang)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(shu)困難(nan)。

  4. 冷(leng)熱加工及(ji)成(cheng)型性(xing)能

  由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)較高(gao)的(de)(de)高(gao)溫變形(xing)抗(kang)力，因此(ci)需要(yao)(yao)較高(gao)的(de)(de)加(jia)熱(re)溫度，一(yi)般約為(wei)(wei)1170℃。大量(liang)變形(xing)以在1170~1010℃為(wei)(wei)宜；微(wei)量(liang)變形(xing)可在930℃以上進行。此(ci)合(he)(he)金(jin)的(de)(de)冷(leng)(leng)加(jia)工和(he)冷(leng)(leng)成型性亦(yi)佳(jia)；與其他(ta)高(gao)鎳、鉻、鉬合(he)(he)金(jin)性能相(xiang)近。圖系合(he)(he)金(jin)冷(leng)(leng)變形(xing)量(liang)與硬(ying)度的(de)(de)關(guan)系并與其他(ta)材料進行比較的(de)(de)結果。由圖可知，由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)冷(leng)(leng)作硬(ying)化(hua)傾(qing)向較大，故進行冷(leng)(leng)加(jia)工和(he)冷(leng)(leng)成型時(shi)要(yao)(yao)及時(shi)進行中間(jian)軟化(hua)退火(huo)處(chu)理。

  5. 熱(re)處理

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金用于(yu)高(gao)溫高(gao)強度用途，系在約1120℃進行(xing)固溶處理（合(he)(he)金中(zhong)含(han)碳(tan)(tan)量(liang)～0.05%).用于(yu)耐濕態腐(fu)蝕用途（低(di)碳(tan)(tan)量(liang)～0.03%)多(duo)采用軟化(hua)退火處理，溫度為950~1050℃(以(yi)～980℃為宜(yi)）；為了防止(zhi)焊后的晶間(jian)腐(fu)蝕傾向，也可在900~1100℃進行(xing)穩定化(hua)處理，由于(yu)NbC的優先形成(cheng)(cheng)可避免(mian)鉻(ge)碳(tan)(tan)化(hua)物形成(cheng)(cheng)所導(dao)致的晶界鉻(ge)貧化(hua)。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的(de)(de)(de)大截面棒材可在(zai)1025~1052℃加(jia)熱(re)，保(bao)(bao)溫(wen)2~4小(xiao)時(shi)(shi)后(hou)(hou)快(kuai)冷，此時(shi)(shi)可獲得(de)充分再結晶，同時(shi)(shi)仍有(you)穩定的(de)(de)(de)高鈦、鈮的(de)(de)(de)碳化(hua)物(wu)沉淀存在(zai)。為(wei)了使此合金獲得(de)最高強度，固溶處理后(hou)(hou)可再進(jin)行雙時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)，第一次(ci)在(zai)718~746℃時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)8小(xiao)時(shi)(shi)，隨后(hou)(hou)以50℃/小(xiao)時(shi)(shi)的(de)(de)(de)速度冷卻到621℃,再進(jin)行保(bao)(bao)溫(wen)8小(xiao)時(shi)(shi)的(de)(de)(de)第二次(ci)時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)，隨后(hou)(hou)空冷。控(kong)制適宜的(de)(de)(de)時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)時(shi)(shi)間，會由于高鉻、鉬碳化(hua)物(wu)的(de)(de)(de)減少獲得(de)良(liang)好的(de)(de)(de)耐點蝕(shi)(shi)、耐縫(feng)隙腐(fu)蝕(shi)(shi)和(he)耐應力腐(fu)蝕(shi)(shi)性能(neng)。

四、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。