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GH 3625（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)、化學成分和組織特點

 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(shi)性能

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)在大氣、天(tian)然(ran)水、海水、中性鹽和(he)堿等(deng)弱介質中，基本上是無(wu)明顯腐(fu)(fu)蝕的。在更(geng)苛刻(ke)的介質中，由于(yu)鉻(ge)(ge)的存在能耐(nai)(nai)氧化(hua)性酸，并抗高(gao)溫氧化(hua)；由于(yu)是鎳(nie)基且鉬含量高(gao)，因(yin)此(ci)(ci)又耐(nai)(nai)還(huan)原性酸介質。對(dui)于(yu)局部腐(fu)(fu)蝕，高(gao)鉻(ge)(ge)、鉬量使(shi)此(ci)(ci)合(he)金(jin)耐(nai)(nai)點蝕和(he)縫隙腐(fu)(fu)蝕，高(gao)鎳(nie)、鉻(ge)(ge)量使(shi)此(ci)(ci)合(he)金(jin)耐(nai)(nai)應力腐(fu)(fu)蝕；高(gao)鈮（鈦）量使(shi)此(ci)(ci)合(he)金(jin)不(bu)易產生晶間(jian)腐(fu)(fu)蝕。

 1. 耐全面腐蝕性

  ①. 在硝酸中 在65%HNO3中和沸騰溫度下，此合金固溶態(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)氟酸(suan)(suan)中用(yong)螢石與硫酸(suan)(suan)反應制(zhi)取氫(qing)氟酸(suan)(suan)的(de)(de)蒸發器(qi)，它的(de)(de)襯(chen)里(li)一般用(yong)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)制(zhi)造。與此(ci)同時，蒸發器(qi)之(zhi)間的(de)(de)管線、配件等也是采用(yong)此(ci)合(he)金(jin)。在HF氣提塔頂部掛(gua)片結果(guo)表明(ming)，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金(jin)的(de)(de)全面(mian)腐蝕速率僅為(wei)0.075m/a。

  ⑤. 在含磷酸的一些介(jie)質(zhi)中試(shi)驗指(zhi)出，在55%H3PO4+0.8%HF 溶液中，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金的腐蝕速率(lv)為0.412mm/a。

  ⑥. 在(zai)堿中在(zai)實(shi)驗(yan)室內50%NaOH中0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的年腐(fu)蝕速率為0.0125mm/a。經500小時試驗(yan)，未(wei)見有應(ying)力腐(fu)蝕產生(sheng)。

  ⑦. 在鹽(yan)(yan)酸中(zhong)由于此合金(jin)鉬含量(liang)高，在室溫鹽(yan)(yan)酸中(zhong)有一(yi)定的耐(nai)(nai)蝕性。但溫度升高，耐(nai)(nai)蝕性下降。

 2. 耐局部腐(fu)蝕性

  ①. 耐(nai)晶間(jian)腐(fu)蝕性(xing)

  由于(yu)其鈮含量高，0Cr22Ni60o9Nb4 合金(jin)具有非常好的(de)耐(nai)敏化態(tai)晶間腐(fu)蝕(shi)的(de)性(xing)能(neng)。正(zheng)是由于(yu)0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)的(de)此種性(xing)能(neng)，因而敏化處理(li)或焊后(hou)，此合金(jin)不需再進(jin)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)。

  根據在ASTM G28A溶(rong)(rong)液(ye)中，經120銷售(shou)試驗得出的(de)(de)T-T-S(時間(jian)－溫(wen)度(du)－敏(min)（化）曲(qu)線。顯(xian)然，軟化退火處(chu)理再經敏(min)化較(jiao)固溶(rong)(rong)處(chu)理再敏(min)化的(de)(de)00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合(he)金(jin)(jin)晶間(jian)腐蝕敏(min)感性要低得多(duo)，這與軟化退火態(tai)經敏(min)化后合(he)金(jin)(jin)中大量NbC先于鉻(ge)碳化物(wu)優先析出，防止晶界貧鉻(ge)區的(de)(de)形(xing)成有關。

 ②. 耐點蝕性 

  表系(xi)0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金(jin)(jin)等(deng)在(zai)(zai)兩 種酸介質中的(de)(de)耐點蝕性(xing)(xing)，可以看出0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在(zai)(zai)試驗(yan)條件(jian)下(xia)均有優良的(de)(de)耐點蝕性(xing)(xing)，而0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合(he)金(jin)(jin)則耐點蝕性(xing)(xing)不良。

 ③. 縫(feng)隙腐蝕 

 表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等合金的(de)縫隙腐蝕試(shi)驗(yan)結果。顯然，在所試(shi)驗(yan)的(de)條件下，625 和(he)625 plus 兩種合金的(de)耐縫隙腐蝕性能(neng)中625 plus稍優，但二者均顯著優于(yu)718合金。

 ④. 應力腐蝕 

  模(mo)擬實際使用(yong)環境對0Cr22Ni60Mo9Nb4等合金(jin)進行了幾(ji)種應(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)試驗(yan)，結果(guo)見表。表系(xi)模(mo)擬深氣井條(tiao)件，在高(gao)壓釜中進行試驗(yan)所取得的結果(guo)，在此條(tiao)件下，表明無論是C型樣還是U型樣，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金(jin)的耐(nai)應(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)性能都是最佳。

  表系在5%NaCl+0.5%醋酸＋H2S (按NACE TM-077)15%MgCb溶液沸騰溫度(du)下進行試(shi)驗(yan)所取得的(de)結(jie)(jie)果(guo)。表的(de)結(jie)(jie)果(guo)表明，試(shi)驗(yan)的(de)合金耐應(ying)(ying)力腐(fu)蝕性(xing)能均良好(hao)，沒有(you)斷裂(lie)產生。而表的(de)結(jie)(jie)果(guo)表明，5%MgCl2沸騰條件下 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐應(ying)(ying)力腐(fu)出(chu)性(xing)能良好(hao)，且均優于718合金。

 ⑤. 腐蝕疲(pi)勞 

   圖(tu)系0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金(jin)在室溫海(hai)水中的(de)腐蝕(shi)疲(pi)勞試驗結果，顯然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)的(de)腐蝕(shi)疲(pi)勞強度要高于所試驗的(de) Hastel-loy C和 Incoloy 800 以及通用不(bu)銹(xiu)鋼304和316。

三、力學(xue)性能等其他性能

  1. 力學(xue)性能(neng)

   一般使(shi)(shi)(shi)用(yong)溫度(du)≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金適用(yong)于冷、熱加工并退(tui)火(huo)(huo)后(hou)使(shi)(shi)(shi)用(yong)；使(shi)(shi)(shi)用(yong)溫度(du)高(gao)于650℃時(shi)，則退(tui)火(huo)(huo)或(huo)固(gu)溶態均(jun)可應用(yong)。對于有(you)高(gao)溫蠕變或(huo)持久要求時(shi)，建議在固(gu)溶態使(shi)(shi)(shi)用(yong)；而(er)細晶粒合(he)金則在≤ 816℃ 使(shi)(shi)(shi)用(yong)以(yi)及在對疲勞強度(du)、硬度(du)和瞬(shun)時(shi)強度(du)又要去的條件(jian)下(xia)使(shi)(shi)(shi)用(yong)。

  表(biao)(biao)系(xi)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)(he)(he)金的(de)(de)力學(xue)性(xing)能(neng)(neng)。從表(biao)(biao)結果可知，此(ci)合(he)(he)(he)(he)(he)金經732℃單時(shi)效(xiao)后屈(qu)服強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)較(jiao)低（690~793MPa),而經雙(shuang)時(shi)效(xiao)后，可獲得高(gao)(gao)達(da)827~956MPa的(de)(de)屈(qu)服強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)且仍(reng)具有(you)較(jiao)高(gao)(gao)塑性(xing)，雙(shuang)時(shi)效(xiao)時(shi)，若將第一(yi)次時(shi)效(xiao)溫(wen)度(du)(du)(du)從718℃提(ti)高(gao)(gao)到746℃,則(ze)合(he)(he)(he)(he)(he)金的(de)(de)硬(ying)度(du)(du)(du)也會有(you)所提(ti)高(gao)(gao)。表(biao)(biao)3-5-109的(de)(de)結果表(biao)(biao)明(ming)(ming)，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)(he)(he)金經固溶處理再經746℃x8h爐冷(leng)(leng)＋621℃ × 8小時(shi)空冷(leng)(leng)雙(shuang)時(shi)效(xiao)處理并(bing)在316℃保持1000小時(shi)后測定其性(xing)能(neng)(neng)，對此(ci)合(he)(he)(he)(he)(he)金的(de)(de)抗張性(xing)能(neng)(neng)并(bing)無明(ming)(ming)顯(xian)影(ying)響(xiang)；表(biao)(biao)的(de)(de)結果系(xi)經時(shi)效(xiao)處理的(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)(he)(he)金和經冷(leng)(leng)加(jia)工變形量25%的(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)(he)(he)(he)金在232℃時(shi)的(de)(de)抗拉(la)性(xing)能(neng)(neng)，可以看出(chu)，與室(shi)溫(wen)性(xing)能(neng)(neng)相比，經冷(leng)(leng)加(jia)工變形提(ti)高(gao)(gao)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)的(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)(he)(he)(he)金其強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)降低明(ming)(ming)顯(xian)，而經時(shi)效(xiao)處理提(ti)高(gao)(gao)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)的(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)(he)(he)金的(de)(de)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)則(ze)降低較(jiao)少，表(biao)(biao)系(xi)0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)(he)(he)(he)金的(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)力學(xue)性(xing)能(neng)(neng)。

  2. 物(wu)理性能

  表列出了 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的物理性能(neng) 

  3.  焊接性能(neng)

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金焊接(jie)(jie)性能良好。可(ke)采用(yong)通(tong)用(yong)的焊接(jie)(jie)方法，例如 GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和SAW以(yi)及(ji)SMAW(MMA)等，而不(bu)會遇到特殊困(kun)難(nan)。

  4. 冷(leng)熱加工(gong)及成型(xing)性能(neng)

  由(you)于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金較(jiao)(jiao)高(gao)(gao)的高(gao)(gao)溫變(bian)(bian)形(xing)(xing)抗(kang)力，因此需要(yao)較(jiao)(jiao)高(gao)(gao)的加(jia)熱溫度(du)，一(yi)般約(yue)為1170℃。大(da)(da)量變(bian)(bian)形(xing)(xing)以在1170~1010℃為宜；微量變(bian)(bian)形(xing)(xing)可(ke)在930℃以上進行。此合(he)金的冷(leng)加(jia)工和冷(leng)成型(xing)(xing)性亦佳；與(yu)其(qi)他高(gao)(gao)鎳(nie)、鉻、鉬(mu)合(he)金性能相近(jin)。圖系(xi)合(he)金冷(leng)變(bian)(bian)形(xing)(xing)量與(yu)硬度(du)的關系(xi)并與(yu)其(qi)他材料(liao)進行比較(jiao)(jiao)的結果。由(you)圖可(ke)知，由(you)于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金冷(leng)作(zuo)硬化傾向較(jiao)(jiao)大(da)(da)，故進行冷(leng)加(jia)工和冷(leng)成型(xing)(xing)時要(yao)及(ji)時進行中間軟化退火處理。

  5. 熱處理(li)

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合金(jin)用(yong)于(yu)(yu)高溫(wen)高強度用(yong)途，系在約1120℃進(jin)行固溶處(chu)理(li)（合金(jin)中含碳(tan)(tan)量～0.05%).用(yong)于(yu)(yu)耐(nai)濕態腐(fu)蝕(shi)用(yong)途（低碳(tan)(tan)量～0.03%)多采用(yong)軟化退火處(chu)理(li)，溫(wen)度為(wei)950~1050℃(以～980℃為(wei)宜(yi)）；為(wei)了防(fang)止焊后的晶間腐(fu)蝕(shi)傾向，也可(ke)在900~1100℃進(jin)行穩定化處(chu)理(li)，由(you)于(yu)(yu)NbC的優(you)先形成(cheng)可(ke)避免(mian)鉻碳(tan)(tan)化物形成(cheng)所導致的晶界鉻貧化。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)金的(de)大截面棒材可在(zai)1025~1052℃加熱，保(bao)溫2~4小(xiao)時(shi)(shi)后(hou)(hou)快冷，此時(shi)(shi)可獲得充分再(zai)結晶，同時(shi)(shi)仍有穩定的(de)高鈦(tai)、鈮(ni)的(de)碳(tan)化物沉淀存(cun)在(zai)。為了使此合(he)金獲得最高強度，固溶處理后(hou)(hou)可再(zai)進(jin)行雙時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)，第(di)一次(ci)在(zai)718~746℃時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)8小(xiao)時(shi)(shi)，隨(sui)后(hou)(hou)以50℃/小(xiao)時(shi)(shi)的(de)速度冷卻到(dao)621℃,再(zai)進(jin)行保(bao)溫8小(xiao)時(shi)(shi)的(de)第(di)二次(ci)時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)，隨(sui)后(hou)(hou)空冷。控制(zhi)適(shi)宜的(de)時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)(shi)間，會由(you)于(yu)高鉻(ge)、鉬碳(tan)化物的(de)減(jian)少獲得良好的(de)耐點蝕(shi)、耐縫隙腐蝕(shi)和耐應力腐蝕(shi)性能。

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。