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NS 312 (Inconel 600)

GH 3600 / Inconel 600 /  N06600 /  NS312 / 2.4816 / NCF600 / 0Cr15Ni75Fe

 Inconel 600 合金 于20世紀30年代問世，是鎳鉻合金中用量最大的一種，從20世紀50年代末到60年代初開始，此合金作為第二代耐應力腐蝕材料，代替18-8型Cr-Ni奧氏體不銹鋼大量用于核反應堆的蒸發器。它兼有耐腐蝕、耐熱和抗氧化且易加工、焊接等性能特點。因為成分簡單又易于生產，所以它的價格在所以鎳鉻合金中是較低的。

0Cr15Ni75Fe 合金(jin) 固溶態具有純奧氏體組織，有時在奧氏體基體上存在著少量TiC和TiN（當合金中含鈦時）。合金在540～980℃間還會有Cr₇C₃和Cr₂₃C₆等碳化物沿著晶界或在基體上析出。研究表明，溫度高于760℃會有Cr₇C₃碳化物沉淀，溫度低于760℃則會析出Cr₂₃C₆碳化物。

一、化學成(cheng)分

二(er)、力學性(xing)能(neng)

 Inconel 600合金(jin)的(de)(de)室溫和低溫力學(xue)性(xing)(xing)能（包(bao)括沖(chong)擊、疲勞、硬度等(deng)）與一(yi)般Cr-Ni奧氏體不(bu)銹鋼(gang)相近(jin)，具有良(liang)好的(de)(de)強度和塑、韌性(xing)(xing)的(de)(de)配合。此(ci)合金(jin)的(de)(de)高溫力學(xue)性(xing)(xing)能（包(bao)括瞬時、蠕變(bian)和持久）則(ze)顯優(you)于鎳含量(liang)低的(de)(de)一(yi)般奧氏體不(bu)銹鋼(gang)，可以允(yun)許在承(cheng)受載荷的(de)(de)條件下(xia)，在600～650℃長期使(shi)(shi)用。試驗還表明在600℃長期使(shi)(shi)用后，此(ci)合金(jin)無脆化傾向。

   1. Inconel 600合(he)金(jin)的室溫力學性能(neng)

  2. Inconel 600 合金的沖擊性能（V型夏比(bi)試樣）

 3.  Inconel 600 合金的低溫沖(chong)擊性能(neng)

 4. Inconel 600 合(he)金棒材的室溫沖擊性能

 5. Inconel 600 合金(jin)的高溫沖擊性能(neng)（夏比V型(xing)試樣）

三、耐蝕性(xing)能(neng)

   1. 全面腐蝕

  Inconel 600合金在大氣、水和蒸汽介質中耐腐蝕性極佳。在一些弱酸、稀的氧化性和還原酸中，耐蝕性也很好。在各種弱有機酸中，腐蝕速率也很低。例如，在室溫醋酸中，腐蝕速率0.0025～0.1mm/a之間。此合金特別耐堿的腐蝕，如在NaOH中，NaOH濃度達80%時亦很耐腐蝕；當NaOH中有硫化物時，其耐蝕性優于純鎳；在150℃，50%硫化鈉中試驗，年腐蝕速率僅為0.1mm。0Cr15Ni75Fe合金還耐各種中性、苛性鹽的腐蝕。在一些強酸中，0Cr15Ni75Fe合金的耐蝕性不良，如在H₃PO₄和H₂SO₄中，僅能用于室溫條件下；在鹽酸、氫氟酸中僅能用于室溫且濃度非常稀的情況下；室溫下的干氯氣和干氯氣化氫氣并不腐蝕0Cr15Ni75Fe合金。但在高溫下僅能用≤550℃氟化氫氣體中。

    a. Inconel 600 合金在硫酸中的腐蝕速(su)率

     b.   Inconel 600 合金(jin)在鹽酸中(zhong)的腐蝕速率

   2. 晶間腐蝕

  試驗(yan)表明(ming)(ming)，在較低(di)(di)溫(wen)度(du)(du)下(xia)，碳在Inconel 600合(he)金中固(gu)溶度(du)(du)是很低(di)(di)的(de)，當(dang)(dang)溫(wen)度(du)(du)低(di)(di)到(dao)650℃時(shi)(shi)(shi)，碳的(de)固(gu)溶度(du)(du)低(di)(di)于0.01%。因此(ci)，Inconel 600合(he)金若經550～850℃中溫(wen)敏化(hua)處(chu)(chu)理，由于Cr23C6和(he)Cr7C3等碳化(hua)物沿(yan)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)沉(chen)淀，會產生貧鉻(ge)(ge)(ge)區，從而使Inconel 600合(he)金在一(yi)些介質中具有晶(jing)(jing)(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)傾(qing)向。一(yi)般說來Inconel 600合(he)金的(de)晶(jing)(jing)(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)傾(qing)向要高(gao)于18-8、18-12-Mo等Cr-Ni不銹(xiu)鋼。 20世(shi)紀80年代初的(de)研(yan)究表明(ming)(ming)，Inconel600合(he)金經1100℃水冷固(gu)溶處(chu)(chu)理后，在經700℃敏化(hua)（時(shi)(shi)(shi)效）時(shi)(shi)(shi)間(jian)的(de)增(zeng)長，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)鉻(ge)(ge)(ge)濃(nong)度(du)(du)有明(ming)(ming)顯(xian)的(de)不同(tong)：敏化(hua) 5小(xiao)時(shi)(shi)(shi),晶(jing)(jing)(jing)界(jie)鉻(ge)(ge)(ge)濃(nong)度(du)(du)會從原(yuan)有15%降到(dao)6%，敏化(hua)10h后降低(di)(di)到(dao)了(le)4%，但隨著敏化(hua)時(shi)(shi)(shi)間(jian)的(de)增(zeng)長，當(dang)(dang)達到(dao)100h時(shi)(shi)(shi)，晶(jing)(jing)(jing)界(jie)濃(nong)度(du)(du)則(ze)可(ke)高(gao)達12%以(yi)上。據此(ci)提(ti)出了(le)鎳鉻(ge)(ge)(ge)合(he)金固(gu)溶處(chu)(chu)理后再經700℃的(de)適宜時(shi)(shi)(shi)間(jian)保溫(wen)的(de)時(shi)(shi)(shi)效處(chu)(chu)理以(yi)防止(zhi)晶(jing)(jing)(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)和(he)晶(jing)(jing)(jing)間(jian)應(ying)力腐(fu)蝕(shi)的(de)熱處(chu)(chu)理工藝(yi)。此(ci)工藝(yi)早已在Inconel 600 壓水堆蒸發器傳熱管生產中采用(yong)已推廣用(yong)于同(tong)一(yi)用(yong)途(tu)的(de) Inconel 690 傳熱管的(de)生產，此(ci)工藝(yi)稱為脫敏處(chu)(chu)理（desensitization ,TTV).

  3. 應力(li)腐蝕

  國內外(wai)的(de)(de)(de)(de)(de)大量(liang)實(shi)驗室實(shi)驗曾(ceng)已(yi)證實(shi)，無論(lun)是(shi)(shi)在(zai)高濃度氯(lv)化物中，還(huan)是(shi)(shi)在(zai)含有OH﹣的(de)(de)(de)(de)(de)苛(ke)性溶液(ye)中，無論(lun)是(shi)(shi)在(zai)含微量(liang)氯(lv)化物和氧的(de)(de)(de)(de)(de)熱水(shui)以及高溫水(shui)中，鎳對提高Ni-Cr-Fe合金(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)應力腐(fu)蝕性能都是(shi)(shi)有效的(de)(de)(de)(de)(de)。因此(ci)普遍認為含有很(hen)高鎳含量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)Inconel600合金(jin)(jin)具有優(you)良的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)應力腐(fu)蝕性能。但在(zai)實(shi)際(ji)使用中，特別(bie)是(shi)(shi)在(zai)壓水(shui)堆蒸(zheng)發器傳熱管(guan)工(gong)作條件(jian)下又發現Inconel600合金(jin)(jin)對應力腐(fu)蝕不僅不免疫，而且還(huan)具有相當高的(de)(de)(de)(de)(de)敏感性，甚至在(zai)高溫高壓純水(shui)中也不例(li)外(wai)。研究指出Inconel600合金(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)這些晶間應力腐(fu)蝕的(de)(de)(de)(de)(de)敏感性可以通過進行時效（脫敏）處理來(lai)加以抑(yi)制。

  4. 點蝕

 由于(yu)Inconel600合(he)金(jin)鉻含量低且不含鉬，因(yin)此，此合(he)金(jin)不能用(yong)于(yu)耐點蝕(shi)和易引起點蝕(shi)的環(huan)境中。例如Inconel600合(he)金(jin)在流動的海水(shui)和海水(shui)噴(pen)淋條件下耐蝕(shi)性(xing)良好，但在靜止(zhi)海水(shui)中，此合(he)金(jin)便會由于(yu)點蝕(shi)的產生(sheng)而遭到破(po)壞。

四(si)、焊接性能

Inconel 600合金焊(han)(han)接性(xing)能良(liang)好(hao)。它可(ke)以采用常(chang)用的焊(han)(han)接方(fang)法進行同材(cai)和異材(cai)焊(han)(han)接。對(dui)(dui)于(yu)氣體保護金屬弧焊(han)(han)接，可(ke)采用Inconel 182和132焊(han)(han)條。對(dui)(dui)于(yu)MIG和TIG焊(han)(han)接，則可(ke)用Inconel 62焊(han)(han)絲。

五、冷熱(re)加工及成型性能

 Inconel 600合(he)金(jin)正常的(de)熱加(jia)工溫(wen)度為(wei)871～1232℃，大(da)變形量時，適宜溫(wen)度在(zai)1038～1232℃之間(jian)，小變形量適宜溫(wen)度≥871℃。由于此合(he)金(jin)在(zai)650～871℃間(jian)有(you)一熱脆區，故熱加(jia)工要避開此區間(jian)。此合(he)金(jin)冷加(jia)工性(xing)能與(yu)Cr-Ni奧氏體不銹(xiu)(xiu)鋼相(xiang)近。但(dan)冷加(jia)工硬(ying)化(hua)速(su)度要比(bi)不銹(xiu)(xiu)鋼低(di)。由于Inconel 600合(he)金(jin)冷、熱加(jia)工性(xing)能均佳，因此，合(he)金(jin)的(de)冷熱成型性(xing)也很好(hao)，不會有(you)任何(he)困難。

六、熱處(chu)理(li)

為(wei)了使合(he)(he)金(jin)中碳化物溶(rong)(rong)解以(yi)得到(dao)最(zui)佳的(de)(de)固溶(rong)(rong)效果，Inconel 600合(he)(he)金(jin)的(de)(de)固溶(rong)(rong)（退火）溫(wen)(wen)度(du)一般為(wei)1093～1149℃。此(ci)時，合(he)(he)金(jin)耐(nai)(nai)全面(mian)腐蝕(shi)性能(neng)和抗高(gao)溫(wen)(wen)蠕(ru)變、耐(nai)(nai)持久性能(neng)最(zui)好(hao)。但是，為(wei)了得到(dao)高(gao)強度(du)、耐(nai)(nai)疲(pi)勞、耐(nai)(nai)腐蝕(shi)的(de)(de)綜(zong)合(he)(he)性能(neng)，對于(yu)室溫(wen)(wen)和較低溫(wen)(wen)度(du)使用的(de)(de)Inconel 600合(he)(he)金(jin)還是以(yi)選中具(ju)有微細晶粒的(de)(de)熱處(chu)(chu)理(li)(li)工藝為(wei)好(hao)，一般選用較低的(de)(de)熱處(chu)(chu)理(li)(li)溫(wen)(wen)度(du)。為(wei)了提高(gao)此(ci)合(he)(he)金(jin)的(de)(de)耐(nai)(nai)高(gao)溫(wen)(wen)耐(nai)(nai)高(gao)壓水的(de)(de)氯化物以(yi)及苛性應力(li)腐蝕(shi)性能(neng)，目前建議在固溶(rong)(rong)處(chu)(chu)理(li)(li)后再(zai)進行(xing)700～750℃、15h左(zuo)右(you)的(de)(de)時效處(chu)(chu)理(li)(li)（即(ji)脫(tuo)敏處(chu)(chu)理(li)(li)）。為(wei)了消除殘(can)余(yu)應力(li)，則(ze)以(yi)在870℃左(zuo)右(you)加(jia)熱為(wei)宜。

七(qi)、應用(yong)

  此合(he)金(jin)具(ju)(ju)有(you)強(qiang)韌(ren)、耐(nai)蝕(shi)(shi)的(de)綜合(he)性(xing)能，廣(guang)泛用(yong)于(yu)化(hua)(hua)學、石化(hua)(hua)等(deng)工業(ye)中(zhong)。例如用(yong)于(yu)制造(zao)(zao)加熱器(qi)(qi)(qi)、換熱器(qi)(qi)(qi)、蒸發器(qi)(qi)(qi)、蒸餾(liu)釜、蒸餾(liu)塔(ta)、脂(zhi)肪酸處(chu)理用(yong)冷凝器(qi)(qi)(qi)、處(chu)理松香(xiang)亭酸用(yong)設備等(deng)。由于(yu)合(he)金(jin)在高(gao)溫下還具(ju)(ju)有(you)高(gao)強(qiang)度和良好的(de)抗(kang)氧化(hua)(hua)性(xing)，因(yin)而還可用(yong)于(yu)熱處(chu)理工業(ye)，制造(zao)(zao)各種結(jie)構件。在核動力(li)工業(ye)中(zhong)，Inconel 600合(he)金(jin)具(ju)(ju)有(you)良好的(de)耐(nai)高(gao)溫耐(nai)高(gao)壓水的(de)腐蝕(shi)(shi)性(xing)能，因(yin)此它也(ye)是(shi)用(yong)于(yu)壓水堆核電廠(chang)的(de)重(zhong)要結(jie)構材料，當用(yong)于(yu)蒸發器(qi)(qi)(qi)傳熱管時，管材生產不僅需固溶(rong)處(chu)理且需進行中(zhong)溫脫(tuo)敏處(chu)理且U型管小R段尚(shang)未消除殘(can)余應力(li)。此合(he)金(jin)還可用(yong)于(yu)壓水堆核反應堆容器(qi)(qi)(qi)上的(de)封(feng)頭和底(di)封(feng)頭的(de)穿透件。