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NS 313 (Inconel 601)

(0Cr23Ni60Fe14Al)、 NS 313、Inconel 601合金系一種既耐蝕(shi)，又抗(kang)高(gao)溫(wen)氧化(hua)，且具有較好熱強性的鎳基(ji)合金。

一、化學成(cheng)分(fen)和組織(zhi)特點

  0Cr23Ni60Fe14Al合(he)金(jin)的(de)化(hua)學(xue)成分見表(biao)3-3-1。從表(biao)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)可(ke)知，合(he)金(jin)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)鉻含(han)量較高，因(yin)而在氧(yang)化(hua)性(xing)(xing)酸(suan)介質中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)耐蝕性(xing)(xing)較好；合(he)金(jin)在含(han)較高鉻量的(de)同時，還含(han)有鋁，因(yin)而，此(ci)(ci)合(he)金(jin)的(de)抗氧(yang)化(hua)性(xing)(xing)、抗硫化(hua)性(xing)(xing)能也較佳。此(ci)(ci)合(he)金(jin)固溶態(tai)具有穩定的(de)奧氏(shi)體組(zu)織，同時在基體上還有彌散的(de)少量碳化(hua)物和氮化(hua)物。此(ci)(ci)合(he)金(jin)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)完全(quan)不存在脆性(xing)(xing)金(jin)屬間相，例如σ相。

二、耐腐(fu)蝕性能(neng)

  0Cr23Ni60Fe14Al合金耐高溫腐蝕，特別是抗高溫氧化的性能優異，最高使用溫度可達1260℃，在一些酸、堿等介質中，例如硝酸、NaOH、稀H₃PO₄中也具有良好的耐蝕性。

  1. 抗氧(yang)化性

  圖 3-3-30、圖 3-3-31 和 圖 3-3-33 系  0Cr23Ni60Fe14Al合(he)金(jin)與(yu)(yu) 0Cr15Ni75Fe（Inconel 600)、0Cr20Ni32Fe (Inconel 800)兩種合(he)金(jin)高溫抗(kang)氧(yang)化(hua)性(xing)(xing)(xing)能的(de)(de)比(bi)較結(jie)果，由圖可以看(kan)出，即使加熱到1260℃，0Cr23Ni60Fe14Al合(he)金(jin)仍具有良好(hao)的(de)(de)抗(kang)氧(yang)化(hua)性(xing)(xing)(xing)。這主要是此合(he)金(jin)表面在高溫下能夠形成非(fei)常致密(mi)且黏附性(xing)(xing)(xing)好(hao)的(de)(de)氧(yang)化(hua)膜。圖3-3-32系國內在1150℃對 0Cr23Ni60Fe14Al所進行的(de)(de)抗(kang)氧(yang)化(hua)性(xing)(xing)(xing)試驗結(jie)果。顯然此合(he)金(jin)的(de)(de)抗(kang)氧(yang)化(hua)性(xing)(xing)(xing)能與(yu)(yu)其他鎳基高鉻耐蝕合(he)金(jin)相(xiang)比(bi)處于(yu)同一水(shui)平。

  2. 抗硫化性能

  在1.5%H₂S+98.5%H₂氣中，于650~750℃中進行的試驗結果見圖3-3-34。由圖可知，0Cr23Ni60Fe14Al合金具有較好的抗硫化性能。

 3. 耐全面腐蝕性能

  在一些酸、堿、鹽介質中，0Cr23Ni60Fe14Al合金的耐蝕性與0Cr15Ni75Fe合金相近。因此，0Cr15Ni75Fe合金的耐蝕性數據也可供參考。0Cr23Ni60Fe14Al合金在一些介質中耐蝕性數據見表3-3-12~表3-3-14。圖3-3-35系國產合金在沸騰65%HNO₃中和1150℃高溫玻璃中進行的腐蝕試驗結果。

  4.  耐應力腐蝕性能

 0Cr23Ni60Fe14Al合金中的高鎳含量，故其耐氯化(hua)物、氫氧(yang)化(hua)物的應力腐蝕性能也很好。表 3-3-15 是一些試驗(yan)結果。

三、力學(xue)性能

 表3-3-16系(xi)0Cr23Ni60Fe14Al合金(jin)在(zai)熱(re)加工和固溶狀態(tai)下(xia)，一些(xie)冶金(jin)產品(pin)（板、棒(bang)、管(guan)、絲等）的室溫力學性能。

  圖(tu)3-3-36和圖(tu)3-3-37經不同溫度固溶處理的0Cr23Ni60Fe14Al合金棒材的高溫力學性能，試驗用(yong)棒材尺寸為Φ16mm。

  表3-3-17和表3-3-18系0Cr23Ni60Fe14Al合(he)金的沖擊韌(ren)性。由(you)表可知(zhi)，即使(shi)經過(guo)中溫(wen)（540~870℃)長期時效，此合(he)金仍無(wu)脆化(hua)傾(qing)向。

  圖3-3-38和(he)圖3-3-39分別為(wei)(wei)此合金的(de)旋轉、懸臂(bei)梁疲勞(lao)試驗結果。圖3-3-40 和(he)圖3-3-41分別為(wei)(wei)0Cr23Ni60Fe14Al合金的(de)高(gao)溫蠕(ru)變(bian)和(he)高(gao)溫持久性能。從圖3-3-41可知，980℃固溶(rong)較1150℃固溶(rong)處理具有(you)更高(gao)的(de)持久強(qiang)度。

四、物(wu)理性(xing)能

  物理性(xing)能見表 3-3-19

五、焊接(jie)性能(neng)

  0Cr23Ni60Fe14A1合金(jin)具有良好的可焊(han)(han)性。表3-3-20系根據使用環境所推(tui)薦(jian)的焊(han)(han)接條(tiao)件、焊(han)(han)接方法和(he)焊(han)(han)條(tiao)、焊(han)(han)絲(si)選(xuan)擇。

六、冷(leng)熱加工(gong)及成型性能

  0Cr23Ni60Fe14Al合(he)金具(ju)有良好的(de)冷(leng)、熱加工(gong)(gong)性(xing)能。適宜的(de)熱加工(gong)(gong)變形(xing)溫(wen)度(du)(du)為870~1230℃。當大變形(xing)量加工(gong)(gong)時，要在1040~1230℃間(jian)進(jin)行。由于此合(he)金在650~871℃間(jian)有一低塑性(xing)區(qu)，因此，熱加工(gong)(gong)變形(xing)不能在此溫(wen)度(du)(du)范圍內進(jin)行。熱加工(gong)(gong)后的(de)冷(leng)卻(que)速度(du)(du)一般(ban)沒(mei)有限(xian)制，但為了防(fang)止敏化，冷(leng)卻(que)過程中通過540~760℃時要盡量快。圖3-3-42系(xi)0Cr23Ni60Fe14Al合(he)金加工(gong)(gong)硬化性(xing)能，顯然，0Cr23Ni60Fe14Al 合(he)金的(de)此種性(xing)能與前述0Cr15Ni75Fe極相近(jin)。

七、熱處理(li)

  0Cr23Ni60Fe14Al合金的熱處(chu)理工藝為1100~1150℃左右加熱后急冷。在(zai)某些條件下亦可在(zai)980℃左右加熱后空(kong)冷。

八、應用

  由于 0Cr23Ni60Fe14Al 合(he)金具有(you)良好(hao)的(de)抗氧化(hua)性和耐腐蝕(shi)性，因而主要(yao)用(yong)于加熱設備(bei)、化(hua)學工(gong)(gong)業(ye)、環境污染控制、蘭(lan)、航天(tian)以及動力工(gong)(gong)業(ye)中。例如，制造(zao)退(tui)火、滲碳、氮化(hua)等熱處理設備(bei)、部件(jian)；備(bei)種工(gong)(gong)業(ye)爐用(yong)輻(fu)射管(guan)、套(tao)筒、火焰屏蔽、燃氣噴(pen)嘴、電(dian)阻加熱元件(jian)、電(dian)阻絲(si)套(tao)管(guan)；工(gong)(gong)業(ye)用(yong)冷(leng)受器(qi)管(guan)、儲酸(suan)生產(chan)(chan)中的(de)一些設備(bei)部件(jian)等。0Cr23Ni60Fe14AI合(he)金的(de)治金產(chan)(chan)品有(you)板(ban)、管(guan)、絲(si)、帶、棒(bang)、鍛件(jian)等各種產(chan)(chan)品。