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NS 313 (Inconel 601)

(0Cr23Ni60Fe14Al)、 NS 313、Inconel 601合金系一種(zhong)既耐蝕(shi)，又抗高溫氧化，且(qie)具有較(jiao)好(hao)熱強性(xing)的(de)鎳基合金(jin)。

一、化學(xue)成分和組織(zhi)特(te)點(dian)

  0Cr23Ni60Fe14Al合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的化學(xue)成分(fen)見表3-3-1。從表中(zhong)(zhong)可知，合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)中(zhong)(zhong)鉻含(han)量較高，因而在(zai)氧化性(xing)酸介質中(zhong)(zhong)耐(nai)蝕性(xing)較好；合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)在(zai)含(han)較高鉻量的同時(shi)，還含(han)有(you)鋁(lv)，因而，此(ci)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的抗氧化性(xing)、抗硫(liu)化性(xing)能(neng)也較佳(jia)。此(ci)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)固(gu)溶態具(ju)有(you)穩(wen)定(ding)的奧(ao)氏體(ti)(ti)組織，同時(shi)在(zai)基體(ti)(ti)上(shang)還有(you)彌散(san)的少量碳(tan)化物和氮化物。此(ci)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)中(zhong)(zhong)完全不(bu)存在(zai)脆性(xing)金(jin)(jin)(jin)屬間相(xiang)，例如σ相(xiang)。

二(er)、耐腐蝕性能

  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. 抗氧化性(xing)

  圖(tu)(tu) 3-3-30、圖(tu)(tu) 3-3-31 和 圖(tu)(tu) 3-3-33 系  0Cr23Ni60Fe14Al合(he)(he)(he)(he)金(jin)與(yu) 0Cr15Ni75Fe（Inconel 600)、0Cr20Ni32Fe (Inconel 800)兩(liang)種合(he)(he)(he)(he)金(jin)高(gao)(gao)溫抗(kang)氧(yang)化(hua)性能(neng)的比(bi)較結果，由圖(tu)(tu)可以看出，即使加(jia)熱到1260℃，0Cr23Ni60Fe14Al合(he)(he)(he)(he)金(jin)仍具有良好的抗(kang)氧(yang)化(hua)性。這主要(yao)是此(ci)合(he)(he)(he)(he)金(jin)表(biao)面在高(gao)(gao)溫下能(neng)夠形(xing)成非常致(zhi)密(mi)且(qie)黏(nian)附性好的氧(yang)化(hua)膜(mo)。圖(tu)(tu)3-3-32系國內在1150℃對 0Cr23Ni60Fe14Al所進行(xing)的抗(kang)氧(yang)化(hua)性試驗結果。顯然此(ci)合(he)(he)(he)(he)金(jin)的抗(kang)氧(yang)化(hua)性能(neng)與(yu)其他(ta)鎳基高(gao)(gao)鉻(ge)耐蝕合(he)(he)(he)(he)金(jin)相比(bi)處于同一水平。

  2. 抗(kang)硫化(hua)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(nai)全面腐蝕(shi)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(shi)性能

 0Cr23Ni60Fe14Al合金中的高鎳含量，故其耐(nai)氯(lv)化(hua)(hua)物、氫氧化(hua)(hua)物的應力腐(fu)蝕性能也很好。表 3-3-15 是(shi)一些試(shi)驗結果。

三、力學性(xing)能

 表3-3-16系0Cr23Ni60Fe14Al合金(jin)在熱加(jia)工和固溶狀(zhuang)態下(xia)，一些冶金(jin)產品(pin)（板、棒、管、絲等）的(de)室溫力學性能。

  圖(tu)3-3-36和圖(tu)3-3-37經不同溫度固(gu)溶(rong)處(chu)理的0Cr23Ni60Fe14Al合金棒材的高溫力學(xue)性能，試(shi)驗(yan)用棒材尺寸為Φ16mm。

  表3-3-17和表3-3-18系0Cr23Ni60Fe14Al合金(jin)的沖擊韌性(xing)。由表可知(zhi)，即(ji)使經過(guo)中(zhong)溫（540~870℃)長期時效，此(ci)合金(jin)仍無脆化傾向(xiang)。

  圖3-3-38和(he)(he)圖3-3-39分別為(wei)此合(he)金的旋轉、懸臂梁(liang)疲勞試(shi)驗結果。圖3-3-40 和(he)(he)圖3-3-41分別為(wei)0Cr23Ni60Fe14Al合(he)金的高(gao)溫(wen)蠕(ru)變和(he)(he)高(gao)溫(wen)持久(jiu)性能。從圖3-3-41可知，980℃固(gu)溶較1150℃固(gu)溶處理具有更高(gao)的持久(jiu)強度。

四、物理性能

  物理性(xing)能(neng)見表 3-3-19

五、焊接性能(neng)

  0Cr23Ni60Fe14A1合金具有(you)良好的可焊(han)性。表3-3-20系根(gen)據(ju)使用環境所推薦的焊(han)接條件(jian)、焊(han)接方法和(he)焊(han)條、焊(han)絲(si)選擇。

六、冷熱(re)加工及(ji)成型性(xing)能(neng)

  0Cr23Ni60Fe14Al合(he)(he)(he)金具有(you)良好的(de)(de)(de)冷(leng)(leng)、熱加工(gong)性(xing)(xing)能(neng)(neng)。適(shi)宜的(de)(de)(de)熱加工(gong)變(bian)形(xing)(xing)溫度(du)為(wei)(wei)870~1230℃。當大變(bian)形(xing)(xing)量(liang)加工(gong)時，要在(zai)(zai)1040~1230℃間進行(xing)。由于此(ci)合(he)(he)(he)金在(zai)(zai)650~871℃間有(you)一(yi)低塑性(xing)(xing)區，因此(ci)，熱加工(gong)變(bian)形(xing)(xing)不能(neng)(neng)在(zai)(zai)此(ci)溫度(du)范圍內進行(xing)。熱加工(gong)后的(de)(de)(de)冷(leng)(leng)卻速度(du)一(yi)般沒有(you)限制，但為(wei)(wei)了防(fang)止敏化(hua)，冷(leng)(leng)卻過程中通(tong)過540~760℃時要盡量(liang)快。圖3-3-42系0Cr23Ni60Fe14Al合(he)(he)(he)金加工(gong)硬化(hua)性(xing)(xing)能(neng)(neng)，顯然，0Cr23Ni60Fe14Al 合(he)(he)(he)金的(de)(de)(de)此(ci)種(zhong)性(xing)(xing)能(neng)(neng)與前述0Cr15Ni75Fe極相近。

七、熱處理

  0Cr23Ni60Fe14Al合金的熱(re)(re)處(chu)理工藝(yi)為1100~1150℃左右加(jia)熱(re)(re)后急冷(leng)(leng)。在某(mou)些條(tiao)件下亦可(ke)在980℃左右加(jia)熱(re)(re)后空冷(leng)(leng)。

八、應用

  由于 0Cr23Ni60Fe14Al 合金具有(you)良好的抗氧化(hua)性和耐腐蝕性，因而主(zhu)要用于加熱(re)設(she)備(bei)(bei)、化(hua)學(xue)工業(ye)(ye)、環境污染控制、蘭、航天(tian)以及動(dong)力工業(ye)(ye)中(zhong)。例如，制造退火、滲碳、氮(dan)化(hua)等熱(re)處理設(she)備(bei)(bei)、部件(jian)；備(bei)(bei)種(zhong)工業(ye)(ye)爐用輻射管、套筒(tong)、火焰屏蔽、燃氣噴嘴、電阻加熱(re)元件(jian)、電阻絲套管；工業(ye)(ye)用冷受器管、儲(chu)酸生產中(zhong)的一些設(she)備(bei)(bei)部件(jian)等。0Cr23Ni60Fe14AI合金的治金產品有(you)板、管、絲、帶、棒(bang)、鍛件(jian)等各種(zhong)產品。