0Cr22Ni60Mo9Nb4 (Inconel 625)

  0Cr22Ni60Mo9Nb4  (Inconel 625) 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti (Inconel 625 plus) 合金既具(ju)有良好的耐蝕性、抗氧化性和高強度，又具(ju)有良好的成型性和韌(ren)性。625與625plus的區(qu)別(bie)在於後者在化學成分上稍稍降低了鉻、鉬、铌量，且入了鈦並降碳到超低碳水平。625合金係固(gu)溶後借冷加工來提高其強度，而625 plus則靠固(gu)溶處理後再經一次或二次時效處理來提高其強度。兩種合金均適於既要求高耐蝕性又要求高強度相匹(pi)配的使用條件下。

一、化學成分和組(zu)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(gu)溶態均具(ju)有純(chun)奧(ao)氏體組(zu)織。由於0Cr22Ni60Mo9Nb4合金中碳量較高，並含有铌，故合金中會有MC、M₆C和M₂₃C₆ 型碳化物存(cun)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(gou)受化學成分和受熱條件的影響(xiang)。0Cr22Ni60Mo9Nb4 時效態會有γ”相和8相沉澱，而00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金固(gu)溶處理再經時效會有 γ"-[Ni3 (Nb、Ti、Al)]型金屬間相沉澱，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、中性鹽和堿等弱介質中，基本上是無明顯腐蝕的。在更(geng)苛刻(ke)的介質中，由於鉻的存(cun)在能耐氧化性酸，並抗高溫氧化；由於是鎳基且鉬含量高，因此又耐還原性酸介質。對於局(ju)部腐蝕，高鉻、鉬量使此合金耐點蝕和縫隙腐蝕，高鎳、鉻量使此合金耐應力腐蝕；高铌（鈦）量使此合金不易(yi)產生晶間腐蝕。

 1. 耐全麵(mian)腐蝕性

  ①. 在硝酸中 在65%HNO3中和沸騰溫度下，此合金固(gu)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(ju)有非常優良的耐蝕性。當濃度高於50%後，隨H₃PO₄濃度的增加0Cr22Ni60Mo9Nb4的腐蝕速率急劇升高。因此，此合金僅(jin)適用於濃度≤50%的H₃PO₄。

  ④. 在氫氟(fu)酸中用螢石與硫酸反應製取氫氟(fu)酸的蒸(zheng)發(fa)器，它的襯裏一般用0Cr22Ni60Mo9Nb4合金製造。與此同時，蒸(zheng)發(fa)器之(zhi)間的管線、配件等也是采用此合金。在HF氣提塔頂部掛片(pian)結果表明，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的全麵(mian)腐蝕速率僅(jin)為0.075m/a。

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

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

  ⑦. 在鹽酸中由於此合金鉬含量高，在室(shi)溫鹽酸中有一定的耐蝕性。但溫度升高，耐蝕性下降。

 2. 耐局(ju)部腐蝕性

  ①. 耐晶間腐蝕性

  由於其铌含量高，0Cr22Ni60o9Nb4 合金具(ju)有非常好的耐敏化態晶間腐蝕的性能。正是由於0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的此種性能，因而敏化處理或焊後，此合金不需(xu)再進行固(gu)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(zhe)些(xie)結果可看出，雖然由於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於冷軋態的0Cr20Ni60Mo9Nb4,但卻優於0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti (Inconel 718)。

  根據在ASTM G28A溶液中，經120銷(xiao)售試驗得出的T-T-S(時間－溫度－敏（化）曲線。顯然，軟化退火(huo)處理再經敏化較固(gu)溶處理再敏化的00Cr22Ni60M09Nb4（5923 hMo)合金晶間腐蝕敏感(gan)性要低得多，這(zhe)與軟化退火(huo)態經敏化後合金中大量NbC先(xian)於鉻碳化物優先(xian)析出，防止晶界貧鉻區(qu)的形成有關。

 ②. 耐點蝕性 

  表係0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金等在兩 種酸介質中的耐點蝕性，可以看出0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti在試驗條件下均有優良的耐點蝕性，而0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel 718)合金則耐點蝕性不良。

 ③. 縫隙腐蝕 

 表係0Cr22Ni60Mo9Nb4和00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti等合金的縫隙腐蝕試驗結果。顯然，在所試驗的條件下，625 和625 plus 兩種合金的耐縫隙腐蝕性能中625 plus稍優，但二者均顯著優於718合金。

 ④. 應力腐蝕 

  模(mo)擬實(shi)際使用環境對0Cr22Ni60Mo9Nb4等合金進行了幾種應力腐蝕試驗，結果見表。表係模(mo)擬深(shen)氣井條件，在高壓釜中進行試驗所取得的結果，在此條件下，表明無論是C型樣還是U型樣，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的耐應力腐蝕性能都(du)是最佳。

  表係在5%NaCl+0.5%醋酸＋H2S (按NACE TM-077)15%MgCb溶液沸騰溫度下進行試驗所取得的結果。表的結果表明，試驗的合金耐應力腐蝕性能均良好，沒有斷裂(lie)產生。而表的結果表明，5%MgCl2沸騰條件下 0Cr22Ni60Mo9Nb4 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti耐應力腐出性能良好，且均優於718合金。

 ⑤. 腐蝕疲勞 

   圖係0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金在室(shi)溫海水中的腐蝕疲勞試驗結果，顯然，0Cr22Ni60Mo9Nb4合金的腐蝕疲勞強度要高於所試驗的 Hastel-loy C和 Incoloy 800 以及通用不鏽鋼304和316。

三、力學性能等其他性能

  1. 力學性能

   一般使用溫度≤ 650℃ ，0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金適用於冷、熱加工並退火(huo)後使用；使用溫度高於650℃時，則退火(huo)或固(gu)溶態均可應用。對於有高溫蠕變(bian)或持久要求時，建議在固(gu)溶態使用；而細(xi)晶粒(li)合金則在≤ 816℃ 使用以及在對疲勞強度、硬(ying)度和瞬時強度又要去的條件下使用。

  表係00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的力學性能。從表結果可知，此合金經732℃單時效後屈服強度較低（690~793MPa),而經雙時效後，可獲得高達827~956MPa的屈服強度且仍(reng)具(ju)有較高塑(su)性，雙時效時，若(ruo)將(jiang)第一次時效溫度從718℃提高到746℃,則合金的硬(ying)度也會有所提高。表3-5-109的結果表明，00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金經固(gu)溶處理再經746℃x8h爐冷＋621℃ × 8小時空冷雙時效處理並在316℃保持1000小時後測定其性能，對此合金的抗張(zhang)性能並無明顯影響(xiang)；表的結果係經時效處理的00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金和經冷加工變(bian)形量25%的0Cr22Ni60Mo9Nb4合金在232℃時的抗拉(la)性能，可以看出，與室(shi)溫性能相比，經冷加工變(bian)形提高強度的0Cr22Ni60Mo9Nb4合金其強度降低明顯，而經時效處理提高強度的00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的強度則降低較少，表係0Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的高溫力學性能。

  2. 物理性能

  表列出了 0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金的物理性能 

  3.  焊接性能

  0Cr22Ni60Mo9Nb4 合金焊接性能良好。可采用通用的焊接方(fang)法，例如 GTAW (TIG)、GMAW ( MIG/MAG )和SAW以及SMAW(MMA)等，而不會遇到特殊(shu)困難(nan)。

  4. 冷熱加工及成型性能

  由於0Cr22Ni60Mo9Nb4合金較高的高溫變(bian)形抗力，因此需(xu)要較高的加熱溫度，一般約為1170℃。大量變(bian)形以在1170~1010℃為宜；微量變(bian)形可在930℃以上進行。此合金的冷加工和冷成型性亦佳；與其他高鎳、鉻、鉬合金性能相近。圖係合金冷變(bian)形量與硬(ying)度的關係並與其他材料進行比較的結果。由圖可知，由於0Cr22Ni60Mo9Nb4合金冷作(zuo)硬(ying)化傾(qing)向(xiang)較大，故進行冷加工和冷成型時要及時進行中間軟化退火(huo)處理。

  5. 熱處理

 0Cr22Ni60Mo9Nb4合金用於高溫高強度用途，係在約1120℃進行固(gu)溶處理（合金中含碳量～0.05%).用於耐濕態腐蝕用途（低碳量～0.03%)多采用軟化退火(huo)處理，溫度為950~1050℃(以～980℃為宜）；為了防止焊後的晶間腐蝕傾(qing)向(xiang)，也可在900~1100℃進行穩定化處理，由於NbC的優先(xian)形成可避免(mian)鉻碳化物形成所導致的晶界鉻貧化。

 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti合金的大截麵(mian)棒(bang)材可在1025~1052℃加熱，保溫2~4小時後快冷，此時可獲得充分再結晶，同時仍(reng)有穩定的高鈦、铌的碳化物沉澱存(cun)在。為了使此合金獲得最高強度，固(gu)溶處理後可再進行雙時效，第一次在718~746℃時效8小時，隨後以50℃/小時的速度冷卻到621℃,再進行保溫8小時的第二次時效，隨後空冷。控(kong)製適宜的時效時間，會由於高鉻、鉬碳化物的減少獲得良好的耐點蝕、耐縫隙腐蝕和耐應力腐蝕性能。

四、應用

 由於0Cr22Ni60Mo9Nb4 和 00Cr20Ni60Mo8Nb3Ti 兩種合金既具(ju)有高耐蝕性又具(ju)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(hun)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(ji)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，製造塔、槽、容器、管線以及反應器、換熱器閥(fa)件等。