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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(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(er)、 耐腐蝕(shi)性能(neng)

 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金在(zai)大氣(qi)、天然水、海水、中性鹽和堿等弱(ruo)介(jie)質(zhi)中，基本上(shang)是(shi)無明顯腐(fu)蝕(shi)的(de)。在(zai)更苛刻的(de)介(jie)質(zhi)中，由(you)于(yu)鉻(ge)的(de)存在(zai)能(neng)耐(nai)氧化(hua)性酸，并抗高(gao)溫氧化(hua)；由(you)于(yu)是(shi)鎳基且鉬(mu)含量高(gao)，因此又耐(nai)還原性酸介(jie)質(zhi)。對于(yu)局部腐(fu)蝕(shi)，高(gao)鉻(ge)、鉬(mu)量使(shi)此合金耐(nai)點蝕(shi)和縫隙腐(fu)蝕(shi)，高(gao)鎳、鉻(ge)量使(shi)此合金耐(nai)應(ying)力腐(fu)蝕(shi)；高(gao)鈮（鈦）量使(shi)此合金不易(yi)產(chan)生晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)。

 1. 耐(nai)全面腐蝕性(xing)

  ①. 在硝酸中 在65%HNO3中和沸騰溫(wen)度下，此(ci)合金(jin)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(suan)中(zhong)用(yong)螢石與硫酸(suan)反應(ying)制(zhi)取(qu)氫氟酸(suan)的(de)蒸(zheng)(zheng)發器(qi)，它的(de)襯里一般用(yong)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金制(zhi)造。與此同時，蒸(zheng)(zheng)發器(qi)之間的(de)管(guan)線、配(pei)件(jian)等(deng)也是采用(yong)此合(he)金。在HF氣提塔頂部掛片結(jie)果表明，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金的(de)全(quan)面腐(fu)蝕(shi)速率僅(jin)為0.075m/a。

  ⑤. 在(zai)含磷酸的一些(xie)介(jie)質中試驗指出(chu)，在(zai)55%H3PO4+0.8%HF 溶液中，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金的腐蝕速率為0.412mm/a。

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

  ⑦. 在鹽(yan)酸中(zhong)由(you)于(yu)此合金鉬含量高，在室溫鹽(yan)酸中(zhong)有一定的耐蝕性。但溫度升(sheng)高，耐蝕性下降。

 2. 耐局(ju)部腐蝕性

  ①. 耐(nai)晶間(jian)腐蝕性(xing)

  由于其鈮含(han)量高，0Cr22Ni60o9Nb4 合金具有(you)非常好的耐敏(min)(min)化態晶間腐蝕的性(xing)能。正是由于0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的此(ci)種性(xing)能，因而(er)敏(min)(min)化處(chu)理或(huo)焊后，此(ci)合金不需(xu)再進(jin)行固溶(rong)處(chu)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(jing)(jing)120銷售試驗得出的T-T-S(時間－溫度－敏(min)（化(hua)(hua)）曲線。顯然，軟(ruan)化(hua)(hua)退(tui)(tui)火處(chu)理再(zai)經(jing)(jing)敏(min)化(hua)(hua)較固(gu)溶處(chu)理再(zai)敏(min)化(hua)(hua)的00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合金晶間腐蝕(shi)敏(min)感(gan)性要低得多(duo)，這與軟(ruan)化(hua)(hua)退(tui)(tui)火態經(jing)(jing)敏(min)化(hua)(hua)后合金中大量NbC先于鉻(ge)碳化(hua)(hua)物優先析(xi)出，防止晶界貧鉻(ge)區的形成有(you)關。

 ②. 耐點蝕(shi)性 

  表系0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金等在(zai)兩 種(zhong)酸介質中的(de)耐(nai)點蝕(shi)性(xing)，可(ke)以(yi)看出0Cr22Ni60Mo9Nb4和(he)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在(zai)試(shi)驗條件下均有優良(liang)的(de)耐(nai)點蝕(shi)性(xing)，而0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合金則耐(nai)點蝕(shi)性(xing)不(bu)良(liang)。

 ③. 縫(feng)隙腐蝕(shi) 

 表系(xi)0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等合金(jin)的縫隙(xi)腐(fu)蝕(shi)試驗結果。顯(xian)然(ran)，在所(suo)試驗的條件(jian)下，625 和625 plus 兩種合金(jin)的耐縫隙(xi)腐(fu)蝕(shi)性能中625 plus稍優，但二者均顯(xian)著優于718合金(jin)。

 ④. 應(ying)力腐蝕 

  模(mo)擬實際使(shi)用環境對0Cr22Ni60Mo9Nb4等合金進行(xing)了幾種應力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)試驗，結果見表(biao)。表(biao)系模(mo)擬深(shen)氣井條件，在(zai)高壓釜(fu)中進行(xing)試驗所取得的結果，在(zai)此條件下，表(biao)明無論是(shi)(shi)C型樣還(huan)是(shi)(shi)U型樣，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的耐應力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)性能都是(shi)(shi)最佳(jia)。

  表(biao)(biao)系在5%NaCl+0.5%醋(cu)酸＋H2S (按NACE TM-077)15%MgCb溶(rong)液沸騰溫度下進行(xing)試驗(yan)(yan)所取得的(de)結果。表(biao)(biao)的(de)結果表(biao)(biao)明，試驗(yan)(yan)的(de)合金耐(nai)應力腐蝕性能均良好，沒(mei)有斷裂(lie)產生。而表(biao)(biao)的(de)結果表(biao)(biao)明，5%MgCl2沸騰條件(jian)下 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐(nai)應力腐出性能良好，且均優于(yu)718合金。

 ⑤. 腐(fu)蝕疲(pi)勞(lao) 

   圖(tu)系0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金在室溫海水中(zhong)的(de)(de)腐蝕(shi)疲勞(lao)試驗結果，顯然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合金的(de)(de)腐蝕(shi)疲勞(lao)強度要高于所試驗的(de)(de) Hastel-loy C和(he) Incoloy 800 以及通用不銹鋼(gang)304和(he)316。

三、力學(xue)性能等其他性能

  1. 力學性能

   一般使(shi)用(yong)溫度≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金(jin)適用(yong)于(yu)冷、熱加(jia)工并退火(huo)后使(shi)用(yong)；使(shi)用(yong)溫度高于(yu)650℃時，則退火(huo)或固溶(rong)態(tai)均可應用(yong)。對于(yu)有高溫蠕變或持久要(yao)求時，建議在固溶(rong)態(tai)使(shi)用(yong)；而細(xi)晶(jing)粒合(he)金(jin)則在≤ 816℃ 使(shi)用(yong)以(yi)及在對疲勞強(qiang)度、硬度和瞬(shun)時強(qiang)度又要(yao)去的(de)條件(jian)下使(shi)用(yong)。

  表(biao)系00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)力學性(xing)(xing)(xing)能。從表(biao)結果可知，此合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)經(jing)732℃單(dan)時(shi)效后屈服強(qiang)度較(jiao)低(di)（690~793MPa),而(er)經(jing)雙時(shi)效后，可獲得高(gao)(gao)達827~956MPa的(de)(de)屈服強(qiang)度且(qie)仍具有較(jiao)高(gao)(gao)塑性(xing)(xing)(xing)，雙時(shi)效時(shi)，若(ruo)將第一次時(shi)效溫度從718℃提(ti)高(gao)(gao)到746℃,則合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)硬度也會有所提(ti)高(gao)(gao)。表(biao)3-5-109的(de)(de)結果表(biao)明，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)經(jing)固溶(rong)處(chu)(chu)理(li)再經(jing)746℃x8h爐冷＋621℃ × 8小時(shi)空冷雙時(shi)效處(chu)(chu)理(li)并(bing)在316℃保持1000小時(shi)后測定其性(xing)(xing)(xing)能，對此合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)抗張性(xing)(xing)(xing)能并(bing)無明顯(xian)影響；表(biao)的(de)(de)結果系經(jing)時(shi)效處(chu)(chu)理(li)的(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)和經(jing)冷加工(gong)(gong)變形量25%的(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)在232℃時(shi)的(de)(de)抗拉(la)性(xing)(xing)(xing)能，可以看出，與室溫性(xing)(xing)(xing)能相比，經(jing)冷加工(gong)(gong)變形提(ti)高(gao)(gao)強(qiang)度的(de)(de)0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)其強(qiang)度降低(di)明顯(xian)，而(er)經(jing)時(shi)效處(chu)(chu)理(li)提(ti)高(gao)(gao)強(qiang)度的(de)(de)00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)強(qiang)度則降低(di)較(jiao)少，表(biao)系0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)高(gao)(gao)溫力學性(xing)(xing)(xing)能。

  2. 物(wu)理性能

  表列出(chu)了 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的物理性(xing)能 

  3.  焊(han)接(jie)性能

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合(he)金焊接性能良好。可(ke)采用(yong)通用(yong)的焊接方法，例如(ru) GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和SAW以及SMAW(MMA)等，而不會遇到(dao)特殊困難。

  4. 冷熱加工及成(cheng)型性能(neng)

  由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)(jin)較高的高溫(wen)變形(xing)抗力，因此需要較高的加熱溫(wen)度，一般約為(wei)1170℃。大量(liang)變形(xing)以(yi)在1170~1010℃為(wei)宜；微量(liang)變形(xing)可(ke)在930℃以(yi)上進行(xing)(xing)。此合(he)金(jin)(jin)的冷(leng)加工(gong)和冷(leng)成型性(xing)亦佳；與(yu)其他高鎳、鉻、鉬合(he)金(jin)(jin)性(xing)能(neng)相近(jin)。圖(tu)系合(he)金(jin)(jin)冷(leng)變形(xing)量(liang)與(yu)硬(ying)度的關(guan)系并(bing)與(yu)其他材料(liao)進行(xing)(xing)比較的結果。由圖(tu)可(ke)知，由于0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金(jin)(jin)冷(leng)作硬(ying)化傾(qing)向較大，故進行(xing)(xing)冷(leng)加工(gong)和冷(leng)成型時要及時進行(xing)(xing)中(zhong)間(jian)軟化退火處理。

  5. 熱處理(li)

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合(he)金用(yong)(yong)于(yu)(yu)高溫(wen)高強度(du)用(yong)(yong)途，系在約1120℃進行固溶處(chu)理（合(he)金中含(han)碳(tan)量(liang)～0.05%).用(yong)(yong)于(yu)(yu)耐(nai)濕態(tai)腐(fu)蝕(shi)用(yong)(yong)途（低碳(tan)量(liang)～0.03%)多(duo)采用(yong)(yong)軟(ruan)化退火處(chu)理，溫(wen)度(du)為950~1050℃(以～980℃為宜）；為了防止焊(han)后的晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)傾向，也可(ke)在900~1100℃進行穩定化處(chu)理，由于(yu)(yu)NbC的優先形成可(ke)避(bi)免鉻碳(tan)化物形成所導(dao)致的晶(jing)界鉻貧化。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的(de)(de)(de)(de)大截(jie)面棒材可(ke)在(zai)1025~1052℃加熱，保溫2~4小時(shi)后快(kuai)冷，此時(shi)可(ke)獲(huo)得(de)充(chong)分再(zai)結晶，同時(shi)仍有(you)穩定的(de)(de)(de)(de)高鈦、鈮的(de)(de)(de)(de)碳(tan)化(hua)物(wu)沉淀存在(zai)。為了使此合金獲(huo)得(de)最高強度，固溶處理后可(ke)再(zai)進行雙(shuang)時(shi)效，第(di)一(yi)次在(zai)718~746℃時(shi)效8小時(shi)，隨(sui)后以50℃/小時(shi)的(de)(de)(de)(de)速度冷卻到621℃,再(zai)進行保溫8小時(shi)的(de)(de)(de)(de)第(di)二次時(shi)效，隨(sui)后空冷。控制適宜(yi)的(de)(de)(de)(de)時(shi)效時(shi)間，會由于高鉻、鉬(mu)碳(tan)化(hua)物(wu)的(de)(de)(de)(de)減少獲(huo)得(de)良好(hao)的(de)(de)(de)(de)耐點蝕(shi)、耐縫隙(xi)腐(fu)蝕(shi)和耐應力腐(fu)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。