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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)、化學成分和組織(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、 耐腐蝕性能

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金在大氣、天然水、海水、中性鹽和堿(jian)等(deng)弱介質中，基本上(shang)是(shi)(shi)無(wu)明(ming)顯腐蝕(shi)的(de)。在更苛刻的(de)介質中，由(you)于鉻的(de)存在能耐(nai)(nai)氧化性酸，并抗(kang)高(gao)溫氧化；由(you)于是(shi)(shi)鎳(nie)基且鉬含量高(gao)，因此又耐(nai)(nai)還(huan)原性酸介質。對于局部(bu)腐蝕(shi)，高(gao)鉻、鉬量使(shi)此合金耐(nai)(nai)點蝕(shi)和縫隙(xi)腐蝕(shi)，高(gao)鎳(nie)、鉻量使(shi)此合金耐(nai)(nai)應力腐蝕(shi)；高(gao)鈮（鈦）量使(shi)此合金不易產生晶間腐蝕(shi)。

 1. 耐(nai)全面腐蝕性

  ①. 在硝酸中(zhong) 在65%HNO3中(zhong)和(he)沸騰溫度下，此(ci)合金(jin)固溶態(tai)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(qing)氟(fu)酸(suan)中用(yong)螢石與硫酸(suan)反應制(zhi)取氫(qing)氟(fu)酸(suan)的蒸發器(qi)，它的襯(chen)里一(yi)般用(yong)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金制(zhi)造。與此同時(shi)，蒸發器(qi)之間的管線、配件等也是采用(yong)此合(he)金。在HF氣提塔頂部掛(gua)片結果表明，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金的全(quan)面腐蝕速率僅為0.075m/a。

  ⑤. 在含磷(lin)酸的一些介質中試驗指出(chu)，在55%H3PO4+0.8%HF 溶液中，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金的腐蝕速(su)率(lv)為(wei)0.412mm/a。

  ⑥. 在堿(jian)中在實(shi)驗(yan)室內50%NaOH中0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金的(de)年腐蝕速(su)率為0.0125mm/a。經(jing)500小時試驗(yan)，未見(jian)有應力腐蝕產生。

  ⑦. 在鹽酸(suan)中(zhong)由于此合金鉬含量高(gao)，在室溫鹽酸(suan)中(zhong)有一定的耐蝕性(xing)。但溫度升(sheng)高(gao)，耐蝕性(xing)下降(jiang)。

 2. 耐局部腐蝕性

  ①. 耐晶間腐蝕性

  由于(yu)其(qi)鈮含量高，0Cr22Ni60o9Nb4 合(he)(he)金具有非常好的耐敏(min)化態晶間腐蝕的性能。正(zheng)是由于(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)(he)金的此種(zhong)性能，因而敏(min)化處理或(huo)焊后，此合(he)(he)金不需再(zai)進(jin)行(xing)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，經120銷售試驗得(de)出的T-T-S(時間－溫度－敏（化(hua)）曲線。顯然，軟(ruan)化(hua)退(tui)火(huo)處理再(zai)經敏化(hua)較(jiao)固溶處理再(zai)敏化(hua)的00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合金晶(jing)間腐蝕敏感性要(yao)低(di)得(de)多，這與(yu)軟(ruan)化(hua)退(tui)火(huo)態經敏化(hua)后合金中大量(liang)NbC先于鉻碳化(hua)物優先析出，防止(zhi)晶(jing)界貧鉻區的形成有(you)關。

 ②. 耐點(dian)蝕性 

  表(biao)系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)等在(zai)兩 種(zhong)酸介質(zhi)中的(de)耐點(dian)蝕性(xing)，可以看出0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在(zai)試驗條件下均有(you)優(you)良(liang)的(de)耐點(dian)蝕性(xing)，而(er)0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合金(jin)則耐點(dian)蝕性(xing)不(bu)良(liang)。

 ③. 縫隙腐蝕 

 表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等(deng)合金(jin)的縫隙腐蝕試驗結果。顯然(ran)，在所試驗的條件下，625 和625 plus 兩(liang)種合金(jin)的耐縫隙腐蝕性(xing)能中625 plus稍優，但(dan)二者均顯著優于(yu)718合金(jin)。

 ④. 應(ying)力腐(fu)蝕 

  模擬實際使用環境對0Cr22Ni60Mo9Nb4等合金(jin)進行了幾種應力(li)腐蝕(shi)試驗(yan)，結果見表。表系模擬深(shen)氣井條件，在高壓釜中進行試驗(yan)所取(qu)得(de)的結果，在此條件下，表明(ming)無論是C型(xing)樣還是U型(xing)樣，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)的耐應力(li)腐蝕(shi)性能都(dou)是最(zui)佳。

  表系在5%NaCl+0.5%醋酸＋H2S (按NACE TM-077)15%MgCb溶液(ye)沸(fei)騰溫度下進(jin)行試驗所取(qu)得的(de)結(jie)果(guo)。表的(de)結(jie)果(guo)表明，試驗的(de)合金耐應力(li)腐(fu)蝕性(xing)能(neng)均良好(hao)，沒有斷(duan)裂產生。而表的(de)結(jie)果(guo)表明，5%MgCl2沸(fei)騰條件下 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐應力(li)腐(fu)出性(xing)能(neng)良好(hao)，且均優(you)于718合金。

 ⑤. 腐蝕疲勞 

   圖系0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)(jin)在室溫海水(shui)中的腐蝕(shi)疲勞試(shi)驗結果，顯然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)(jin)的腐蝕(shi)疲勞強度要高于(yu)所試(shi)驗的 Hastel-loy C和 Incoloy 800 以及通(tong)用不(bu)銹鋼304和316。

三、力學性能等其(qi)他性能

  1. 力學性能

   一般使(shi)(shi)用(yong)溫(wen)度(du)≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金適用(yong)于(yu)冷、熱(re)加工(gong)并(bing)退(tui)火后使(shi)(shi)用(yong)；使(shi)(shi)用(yong)溫(wen)度(du)高于(yu)650℃時，則(ze)退(tui)火或固溶態均可應用(yong)。對于(yu)有高溫(wen)蠕變或持久要(yao)求時，建議在固溶態使(shi)(shi)用(yong)；而細(xi)晶粒合金則(ze)在≤ 816℃ 使(shi)(shi)用(yong)以及在對疲勞強度(du)、硬度(du)和瞬(shun)時強度(du)又(you)要(yao)去(qu)的條件下使(shi)(shi)用(yong)。

  表(biao)系(xi)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)力學性(xing)能(neng)。從(cong)表(biao)結(jie)(jie)果(guo)可知，此合(he)(he)(he)金(jin)經732℃單時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)后屈(qu)服強度(du)較(jiao)低（690~793MPa),而經雙(shuang)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)后，可獲得(de)高(gao)達(da)827~956MPa的(de)(de)(de)屈(qu)服強度(du)且(qie)仍具(ju)有較(jiao)高(gao)塑性(xing)，雙(shuang)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)，若將第一次(ci)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)溫(wen)(wen)度(du)從(cong)718℃提高(gao)到(dao)746℃,則合(he)(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)硬(ying)度(du)也(ye)會有所提高(gao)。表(biao)3-5-109的(de)(de)(de)結(jie)(jie)果(guo)表(biao)明(ming)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金(jin)經固溶處理(li)(li)再(zai)經746℃x8h爐(lu)冷＋621℃ × 8小時(shi)(shi)(shi)空冷雙(shuang)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)處理(li)(li)并(bing)在(zai)316℃保持1000小時(shi)(shi)(shi)后測定其性(xing)能(neng)，對此合(he)(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)抗張性(xing)能(neng)并(bing)無明(ming)顯影響(xiang)；表(biao)的(de)(de)(de)結(jie)(jie)果(guo)系(xi)經時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)處理(li)(li)的(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金(jin)和經冷加工(gong)變形量25%的(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)(he)金(jin)在(zai)232℃時(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)抗拉性(xing)能(neng)，可以看出，與室溫(wen)(wen)性(xing)能(neng)相比，經冷加工(gong)變形提高(gao)強度(du)的(de)(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)(he)金(jin)其強度(du)降低明(ming)顯，而經時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)處理(li)(li)提高(gao)強度(du)的(de)(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)強度(du)則降低較(jiao)少，表(biao)系(xi)0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)力學性(xing)能(neng)。

  2. 物理性(xing)能(neng)

  表列出(chu)了 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的物理性能 

  3.  焊接性能(neng)

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金焊接性能良好。可(ke)采用(yong)通用(yong)的焊接方法(fa)，例如(ru) GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和SAW以及(ji)SMAW(MMA)等(deng)，而不(bu)會遇到特殊(shu)困難。

  4. 冷熱加工及成(cheng)型性能

  由(you)于0Cr22Ni60Mo9Nb4合金較(jiao)(jiao)高(gao)(gao)的高(gao)(gao)溫(wen)變(bian)(bian)形抗力，因此(ci)(ci)需要(yao)較(jiao)(jiao)高(gao)(gao)的加(jia)熱(re)溫(wen)度，一般約為1170℃。大(da)量(liang)變(bian)(bian)形以(yi)在(zai)1170~1010℃為宜；微(wei)量(liang)變(bian)(bian)形可在(zai)930℃以(yi)上進行(xing)(xing)(xing)。此(ci)(ci)合金的冷(leng)(leng)加(jia)工和(he)冷(leng)(leng)成型性亦佳；與其(qi)他(ta)高(gao)(gao)鎳、鉻(ge)、鉬合金性能相(xiang)近。圖系合金冷(leng)(leng)變(bian)(bian)形量(liang)與硬度的關系并(bing)與其(qi)他(ta)材料進行(xing)(xing)(xing)比較(jiao)(jiao)的結果。由(you)圖可知，由(you)于0Cr22Ni60Mo9Nb4合金冷(leng)(leng)作(zuo)硬化(hua)傾(qing)向較(jiao)(jiao)大(da)，故(gu)進行(xing)(xing)(xing)冷(leng)(leng)加(jia)工和(he)冷(leng)(leng)成型時要(yao)及時進行(xing)(xing)(xing)中間軟化(hua)退(tui)火(huo)處理。

  5. 熱處理(li)

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金用于(yu)高溫高強度用途，系在約1120℃進行固(gu)溶處理（合(he)金中含碳量～0.05%).用于(yu)耐(nai)濕態腐(fu)蝕(shi)用途（低(di)碳量～0.03%)多(duo)采用軟(ruan)化退火處理，溫度為950~1050℃(以～980℃為宜）；為了防止焊后的(de)晶間(jian)腐(fu)蝕(shi)傾向，也可在900~1100℃進行穩定化處理，由于(yu)NbC的(de)優(you)先形(xing)成可避免鉻碳化物形(xing)成所導致的(de)晶界鉻貧化。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的(de)(de)(de)(de)大截面棒材可(ke)在(zai)1025~1052℃加熱，保(bao)溫(wen)2~4小時(shi)(shi)(shi)后(hou)快(kuai)冷，此(ci)(ci)時(shi)(shi)(shi)可(ke)獲(huo)得充分(fen)再(zai)結晶，同時(shi)(shi)(shi)仍(reng)有(you)穩定的(de)(de)(de)(de)高(gao)鈦(tai)、鈮的(de)(de)(de)(de)碳化物沉淀存在(zai)。為了(le)使此(ci)(ci)合金獲(huo)得最高(gao)強度，固(gu)溶處(chu)理后(hou)可(ke)再(zai)進(jin)行雙(shuang)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)，第(di)一次(ci)在(zai)718~746℃時(shi)(shi)(shi)效(xiao)8小時(shi)(shi)(shi)，隨(sui)后(hou)以50℃/小時(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)速度冷卻到621℃,再(zai)進(jin)行保(bao)溫(wen)8小時(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)第(di)二次(ci)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)，隨(sui)后(hou)空冷。控(kong)制適宜的(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)時(shi)(shi)(shi)間，會由于(yu)高(gao)鉻、鉬碳化物的(de)(de)(de)(de)減少獲(huo)得良好的(de)(de)(de)(de)耐點蝕(shi)、耐縫隙腐(fu)蝕(shi)和(he)耐應力(li)腐(fu)蝕(shi)性能。

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。