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00Cr21Ni56Mo16W4 (Inconel 686)

（00Cr21Ni56Mo16W4）、Inconel 686 合金也(ye)系鎳鉻鉬系合(he)(he)(he)金(jin)(jin)中的(de)(de)一(yi)種(zhong)較新牌號，并于1993年(nian)問世(shi)。此(ci)(ci)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)系在Hastelloy C-276基(ji)礎上，僅提(ti)高(gao)鉻量(liang)到(dao)(dao)～21%,降(jiang)低鐵量(liang)到(dao)(dao)≤2%,使此(ci)(ci)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)Cr+Mo+W總量(liang)高(gao)達(da)41%,系此(ci)(ci)類合(he)(he)(he)金(jin)(jin)中最高(gao)的(de)(de)。在一(yi)些介質中，686合(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)耐蝕性一(yi)般(ban)優(you)于前述的(de)(de)幾種(zhong)Ni-Cr-Mo系合(he)(he)(he)金(jin)(jin)。但由于合(he)(he)(he)金(jin)(jin)中Cr+Mo+W總量(liang)高(gao)，因此(ci)(ci)即使此(ci)(ci)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)含鐵量(liang)≤1%,合(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)熱穩定(ding)性仍(reng)會(hui)受(shou)到(dao)(dao)一(yi)定(ding)影響。為(wei)此(ci)(ci)，為(wei)了防止(zhi)此(ci)(ci)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)固溶態基(ji)體上仍(reng)會(hui)有金(jin)(jin)屬間(jian)相等的(de)(de)存在，此(ci)(ci)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)固溶處(chu)理溫度需高(gao)達(da)～1200℃且需快速冷(leng)卻。

一、化(hua)學成分(fen)和組織特點

（00Cr21Ni56Mo16W4）、Inconel 686 合金的化學成分見表 。

  此合(he)金(jin)固溶處(chu)理態系(xi)呈面心立方的單一奧氏(shi)體組(zu)織，但經(jing)熱(re)成型和焊態則(ze)在基體上會有μ相(xiang)等金(jin)屬間相(xiang)和少(shao)量碳化物析出。圖3-5-38所示照片為合(he)金(jin)元素(su)成與 686合(he)金(jin) 相(xiang)近的 622合(he)金(jin)經(jing)掃描電鏡觀察所獲得的μ相(xiang)照片。

二、耐(nai)腐蝕性能

  1. 全面腐蝕(shi)

 （00Cr21Ni56Mo16W4）、Inconel 686 合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)耐(nai)全面腐蝕(shi)性見圖(tu)3-5-39和圖(tu)3-5-40,系(xi)(xi)此(ci)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)在硫酸、氯(lv)化(hua)氫中的(de)(de)等腐蝕(shi)圖(tu)并(bing)與(yu)其他Ni-Cr-Mo(-W)型合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)耐(nai)蝕(shi)性比較；圖(tu)3-5-41則系(xi)(xi)此(ci)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)在幾種還(huan)原性酸中的(de)(de)耐(nai)全面腐蝕(shi)性并(bing)與(yu)C-4、C-276、C-22、622合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)、59合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)比較。可以明顯看出，在所試驗的(de)(de)諸多(duo)介質條件下，686合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)具有最佳的(de)(de)耐(nai)全面腐蝕(shi)性。

  2. 局(ju)部腐蝕

    ①. 晶間腐蝕 

     圖3-5-42系686合金在沸騰溶液（33%H₂SO₄+1.2%HCl+1%FeCl₃+CuCl₂,ASTM G28)中的時間－溫度敏化曲線。固溶態的00Cr21Ni56Mo16W4合金在此介質中的腐蝕速率為0.25mm/a.而圖3-5-42的結果表明，此合金對晶間腐蝕最敏感的溫度是950℃.當敏化時間＜1h,此合金的腐蝕速率可＜0.51mm/a,敏化＞1h后，合金的腐蝕速率顯著增加，敏化4小時,腐蝕速率可高達2.5mm/a。

     進(jin)一步研究表明，降(jiang)(jiang)低(di)686合金的(de)C≤0.008%,Fe<0.5%,并加入穩定化元素Ti(控(kong)制Ti/C比），可顯(xian)著(zhu)降(jiang)(jiang)低(di)686合金的(de)晶間腐蝕敏感(gan)性(xing)。圖3-5-43系采取降(jiang)(jiang)碳、降(jiang)(jiang)鐵、加鈦，控(kong)制Ti/C后(hou)的(de)合金（622-00Cr21Ni59Mo14W3Ti)的(de)腐蝕試驗結果。顯(xian)然，采取此措施后(hou)，抑制了(le)碳化物等的(de)有害作用，敏化態(tai)耐蝕性(xing)獲得顯(xian)著(zhu)提高。

    ②. 點腐(fu)蝕(shi)和縫隙腐(fu)蝕(shi) 

     表3-5-57和表3-5-58列出了(le) 686合(he)(he)金(jin)的耐(nai)點(dian)蝕(shi)性(xing)(xing)和耐(nai)縫(feng)隙(xi)腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)能。可以看出，在所試(shi)驗(yan)條件下，686合(he)(he)金(jin)的耐(nai)點(dian)蝕(shi)性(xing)(xing)（腐(fu)蝕(shi)速(su)率(lv)和臨界點(dian)蝕(shi)溫(wen)度）優于(yu)C-276合(he)(he)金(jin)（00Cr16Ni60Mo16W4),耐(nai)縫(feng)隙(xi)腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)能（臨界縫(feng)隙(xi)腐(fu)蝕(shi)溫(wen)度）在Green Death溶液中既優于(yu)C-276,又優于(yu)00Cr22Ni60Mo13W3合(he)(he)金(jin)。

     圖3-5-44系在 11.9%H₂SO₄+1.3%HCl+1%FeCl₃+1%CuCl₂溶液中，686合金與其他幾種鎳鉻鉬（鎢）合金耐縫隙腐蝕性能的比較，可以看出，686合金的耐縫隙腐蝕性最佳。

     表(biao)3-5-59系(xi)686合金堆(dui)(dui)焊層在苛刻的(de)氧(yang)化性(xing)氯化物溶液(ye)中的(de)臨(lin)界點蝕電位并(bing)與C-276和(he)C-22、622三種(zhong)鎳鉻鉬（鎢(wu)）合金對比的(de)結果(guo)，可以(yi)看出，686合金的(de)堆(dui)(dui)焊層耐(nai)點蝕性(xing)良好(hao)，在同(tong)樣采用(yong)MIG焊時，686合金的(de)堆(dui)(dui)焊層的(de)耐(nai)點蝕性(xing)也優于C-276、C-22和(he)622合金。

三(san)、力學性能

  （00Cr21Ni56Mo16W4）、Inconel 686 合(he)金的(de)室溫力(li)學性能(neng)(neng)見(jian)表(biao)3-5-60。高溫力(li)學性能(neng)(neng)見(jian)圖3-5-45。從圖3-5-45可看出(chu)686合(he)金的(de)高溫試驗數(shu)據(ju)和(he)美國機械工程學會(hui)鍋爐(lu)和(he)壓力(li)容器委員(yuan)會(hui)所給(gei)出(chu)的(de)允許設計應力(li)值。

    不同溫度時效(xiao)100小時對00Cr21Ni56Mo16W4合(he)金室溫和(he)低溫沖擊吸收功的(de)影響見表3-5-61。圖(tu)3-5-46系退火態(tai)00Cr21Ni56Mo16W4合(he)金的(de)疲勞曲線。

四(si)、冷熱加工及(ji)成(cheng)型性能

  冷(leng)加(jia)工(gong)對合(he)(he)金室溫力學性能的影響見圖3-5-47，可以看出，隨冷(leng)加(jia)工(gong)變形(xing)量的增加(jia)，686合(he)(he)金的強度提高，伸長率下降。此(ci)合(he)(he)金的熱加(jia)工(gong)和熱成型性可參考前述鎳(nie)鉻鉬合(he)(he)金的資料。

五、焊接性能

  686合金(jin)的(de)焊接性能良好，可(ke)按Ni-Cr-Mo(-W)合金(jin)的(de)焊接工(gong)藝(yi)進行焊接，填充(chong)金(jin)屬使用與686的(de)同材(cai)合金(jin)，焊后可(ke)獲得優良的(de)耐腐蝕(shi)性能。

六(liu)、物理性能

（00Cr21Ni56Mo16W4）、Inconel 686 合金的物(wu)理性能(neng)見表3-5-62。

七、應用

（00Cr21Ni56Mo16W4）、Inconel 686 合(he)金(jin)主要用于海水、醋酸(suan)、氯化(hua)氫、氟化(hua)氫、濕法磷酸(suan)和采(cai)用混酸(suan)的(de)酸(suan)洗液等(deng)介質中。特別(bie)是在含有大(da)量氯離子又有氧化(hua)劑的(de)溶液中大(da)為適用。此合(he)金(jin)可制作容器、管(guan)線、泵(beng)、閥、板式換(huan)熱器、二氧化(hua)碳冷卻塔等(deng)的(de)設(she)備(bei)和構件。