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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 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(yi)、化學(xue)成分

二、力(li)學性能

 Inconel 600合(he)(he)金(jin)的室溫和(he)低溫力學(xue)性(xing)能(neng)（包括沖擊、疲勞、硬(ying)度等）與一般Cr-Ni奧氏體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼相近，具有良好的強度和(he)塑、韌性(xing)的配合(he)(he)。此合(he)(he)金(jin)的高溫力學(xue)性(xing)能(neng)（包括瞬時、蠕(ru)變和(he)持久(jiu)）則顯優(you)于鎳含量低的一般奧氏體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼，可以允許在(zai)承受載荷(he)的條件下，在(zai)600～650℃長(chang)期使用。試驗還表明在(zai)600℃長(chang)期使用后，此合(he)(he)金(jin)無(wu)脆化傾(qing)向。

   1. Inconel 600合金的(de)室溫力學性能(neng)

  2. Inconel 600 合金的沖擊性能(neng)（V型夏比試樣）

 3.  Inconel 600 合金的低(di)溫沖(chong)擊性能

 4. Inconel 600 合金棒材的室溫沖擊性能(neng)

 5. Inconel 600 合金的(de)高溫沖(chong)擊性能（夏(xia)比V型試樣(yang)）

三、耐蝕性能

   1. 全(quan)面腐蝕(shi)

  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率(lv)

     b.   Inconel 600 合金在鹽酸中的腐蝕(shi)速率

   2. 晶間腐蝕

  試驗表(biao)明，在(zai)較低溫(wen)(wen)度(du)下，碳在(zai)Inconel 600合(he)金中固(gu)溶(rong)(rong)度(du)是很低的(de)(de)(de)，當溫(wen)(wen)度(du)低到650℃時(shi)，碳的(de)(de)(de)固(gu)溶(rong)(rong)度(du)低于0.01%。因此，Inconel 600合(he)金若經(jing)550～850℃中溫(wen)(wen)敏(min)化(hua)(hua)(hua)處(chu)理(li)(li)，由于Cr23C6和Cr7C3等碳化(hua)(hua)(hua)物沿(yan)晶界(jie)沉淀，會產生貧鉻區，從而使Inconel 600合(he)金在(zai)一(yi)些介質(zhi)中具(ju)有晶間(jian)(jian)(jian)腐蝕(shi)傾向。一(yi)般說來Inconel 600合(he)金的(de)(de)(de)晶間(jian)(jian)(jian)腐蝕(shi)傾向要高于18-8、18-12-Mo等Cr-Ni不銹(xiu)鋼。 20世(shi)紀80年代初的(de)(de)(de)研究(jiu)表(biao)明，Inconel600合(he)金經(jing)1100℃水冷固(gu)溶(rong)(rong)處(chu)理(li)(li)后(hou)，在(zai)經(jing)700℃敏(min)化(hua)(hua)(hua)（時(shi)效）時(shi)間(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)增長(chang)，晶界(jie)鉻濃(nong)(nong)度(du)有明顯的(de)(de)(de)不同(tong)：敏(min)化(hua)(hua)(hua) 5小時(shi),晶界(jie)鉻濃(nong)(nong)度(du)會從原有15%降到6%，敏(min)化(hua)(hua)(hua)10h后(hou)降低到了4%，但隨著敏(min)化(hua)(hua)(hua)時(shi)間(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)增長(chang)，當達到100h時(shi)，晶界(jie)濃(nong)(nong)度(du)則可高達12%以(yi)上。據此提出(chu)了鎳鉻合(he)金固(gu)溶(rong)(rong)處(chu)理(li)(li)后(hou)再經(jing)700℃的(de)(de)(de)適(shi)宜時(shi)間(jian)(jian)(jian)保溫(wen)(wen)的(de)(de)(de)時(shi)效處(chu)理(li)(li)以(yi)防止晶間(jian)(jian)(jian)腐蝕(shi)和晶間(jian)(jian)(jian)應力腐蝕(shi)的(de)(de)(de)熱處(chu)理(li)(li)工藝(yi)。此工藝(yi)早已在(zai)Inconel 600 壓水堆蒸發器傳(chuan)熱管生產中采用已推廣用于同(tong)一(yi)用途(tu)的(de)(de)(de) Inconel 690 傳(chuan)熱管的(de)(de)(de)生產，此工藝(yi)稱為脫敏(min)處(chu)理(li)(li)（desensitization ,TTV).

  3. 應力腐蝕(shi)

  國內外的大量(liang)實(shi)(shi)驗室實(shi)(shi)驗曾已證實(shi)(shi)，無論是(shi)在(zai)高(gao)(gao)(gao)(gao)濃度氯化物(wu)中(zhong)，還是(shi)在(zai)含(han)有(you)OH﹣的苛性(xing)(xing)(xing)溶液(ye)中(zhong)，無論是(shi)在(zai)含(han)微(wei)量(liang)氯化物(wu)和氧的熱水以及(ji)高(gao)(gao)(gao)(gao)溫水中(zhong)，鎳對(dui)提(ti)高(gao)(gao)(gao)(gao)Ni-Cr-Fe合(he)(he)(he)金(jin)的耐應力腐蝕性(xing)(xing)(xing)能都是(shi)有(you)效的。因此普遍(bian)認(ren)為含(han)有(you)很高(gao)(gao)(gao)(gao)鎳含(han)量(liang)的Inconel600合(he)(he)(he)金(jin)具有(you)優良的耐應力腐蝕性(xing)(xing)(xing)能。但在(zai)實(shi)(shi)際使用中(zhong)，特別是(shi)在(zai)壓(ya)水堆蒸(zheng)發(fa)器(qi)傳(chuan)熱管工(gong)作條件下又(you)發(fa)現Inconel600合(he)(he)(he)金(jin)對(dui)應力腐蝕不(bu)僅(jin)不(bu)免疫，而且(qie)還具有(you)相當高(gao)(gao)(gao)(gao)的敏感性(xing)(xing)(xing)，甚至在(zai)高(gao)(gao)(gao)(gao)溫高(gao)(gao)(gao)(gao)壓(ya)純水中(zhong)也不(bu)例外。研究(jiu)指(zhi)出Inconel600合(he)(he)(he)金(jin)的這些晶間應力腐蝕的敏感性(xing)(xing)(xing)可以通過進行時效(xiao)（脫敏）處理來加以抑(yi)制(zhi)。

  4. 點蝕(shi)

 由于(yu)(yu)Inconel600合(he)(he)金鉻含(han)量低(di)且不(bu)含(han)鉬(mu)，因此(ci)(ci)，此(ci)(ci)合(he)(he)金不(bu)能用于(yu)(yu)耐點蝕(shi)(shi)和易(yi)引(yin)起點蝕(shi)(shi)的環境中。例如(ru)Inconel600合(he)(he)金在流(liu)動的海(hai)水(shui)和海(hai)水(shui)噴淋條件下(xia)耐蝕(shi)(shi)性(xing)良好，但(dan)在靜止海(hai)水(shui)中，此(ci)(ci)合(he)(he)金便會由于(yu)(yu)點蝕(shi)(shi)的產生而遭到破壞。

四、焊(han)接性(xing)能

Inconel 600合金焊接(jie)性能(neng)良好。它可(ke)以(yi)采用(yong)常(chang)用(yong)的焊接(jie)方法進行(xing)同材和(he)異材焊接(jie)。對(dui)(dui)于氣體保護金屬(shu)弧焊接(jie)，可(ke)采用(yong)Inconel 182和(he)132焊條。對(dui)(dui)于MIG和(he)TIG焊接(jie)，則可(ke)用(yong)Inconel 62焊絲。

五、冷熱加工及成型性(xing)能

 Inconel 600合金正常(chang)的(de)(de)熱(re)加(jia)工(gong)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)為871～1232℃，大(da)變(bian)形量(liang)時(shi)，適(shi)宜溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)在1038～1232℃之間(jian)，小變(bian)形量(liang)適(shi)宜溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)≥871℃。由于此(ci)合金在650～871℃間(jian)有一熱(re)脆區，故熱(re)加(jia)工(gong)要(yao)避(bi)開此(ci)區間(jian)。此(ci)合金冷加(jia)工(gong)性能與Cr-Ni奧氏(shi)體不(bu)銹鋼相(xiang)近。但(dan)冷加(jia)工(gong)硬化速(su)度(du)(du)(du)要(yao)比不(bu)銹鋼低。由于Inconel 600合金冷、熱(re)加(jia)工(gong)性能均佳，因此(ci)，合金的(de)(de)冷熱(re)成型性也很(hen)好，不(bu)會有任(ren)何困難(nan)。

六(liu)、熱處理

為(wei)了使(shi)合(he)金(jin)中碳化(hua)物溶解以(yi)(yi)得(de)到(dao)最(zui)佳(jia)的(de)(de)固溶效果，Inconel 600合(he)金(jin)的(de)(de)固溶（退火）溫(wen)(wen)度一般(ban)(ban)為(wei)1093～1149℃。此(ci)時，合(he)金(jin)耐(nai)(nai)全面腐蝕性(xing)能(neng)和抗高溫(wen)(wen)蠕變(bian)、耐(nai)(nai)持久性(xing)能(neng)最(zui)好。但是(shi)，為(wei)了得(de)到(dao)高強度、耐(nai)(nai)疲勞、耐(nai)(nai)腐蝕的(de)(de)綜合(he)性(xing)能(neng)，對(dui)于室溫(wen)(wen)和較低溫(wen)(wen)度使(shi)用(yong)的(de)(de)Inconel 600合(he)金(jin)還是(shi)以(yi)(yi)選(xuan)中具有微(wei)細晶粒的(de)(de)熱處理工藝為(wei)好，一般(ban)(ban)選(xuan)用(yong)較低的(de)(de)熱處理溫(wen)(wen)度。為(wei)了提高此(ci)合(he)金(jin)的(de)(de)耐(nai)(nai)高溫(wen)(wen)耐(nai)(nai)高壓(ya)水(shui)的(de)(de)氯(lv)化(hua)物以(yi)(yi)及(ji)苛(ke)性(xing)應(ying)力腐蝕性(xing)能(neng)，目前建議在(zai)固溶處理后再進行700～750℃、15h左右(you)的(de)(de)時效處理（即脫(tuo)敏處理）。為(wei)了消(xiao)除殘余應(ying)力，則(ze)以(yi)(yi)在(zai)870℃左右(you)加熱為(wei)宜。

七、應(ying)用

  此(ci)合金具有(you)(you)強(qiang)韌、耐(nai)(nai)蝕(shi)的(de)綜合性(xing)(xing)能，廣泛(fan)用(yong)(yong)于(yu)化(hua)學、石化(hua)等(deng)工(gong)(gong)業(ye)(ye)中。例如用(yong)(yong)于(yu)制造加熱器(qi)、換熱器(qi)、蒸發器(qi)、蒸餾釜、蒸餾塔(ta)、脂肪酸處理用(yong)(yong)冷凝器(qi)、處理松(song)香亭(ting)酸用(yong)(yong)設備(bei)等(deng)。由于(yu)合金在高(gao)溫下(xia)還具有(you)(you)高(gao)強(qiang)度和良好的(de)抗氧化(hua)性(xing)(xing)，因而還可用(yong)(yong)于(yu)熱處理工(gong)(gong)業(ye)(ye)，制造各種結(jie)構件。在核(he)動力工(gong)(gong)業(ye)(ye)中，Inconel 600合金具有(you)(you)良好的(de)耐(nai)(nai)高(gao)溫耐(nai)(nai)高(gao)壓水的(de)腐蝕(shi)性(xing)(xing)能，因此(ci)它也是用(yong)(yong)于(yu)壓水堆核(he)電廠的(de)重(zhong)要結(jie)構材料，當用(yong)(yong)于(yu)蒸發器(qi)傳熱管時，管材生產不僅需固(gu)溶(rong)處理且需進行中溫脫敏處理且U型管小R段(duan)尚未消除殘余(yu)應力。此(ci)合金還可用(yong)(yong)于(yu)壓水堆核(he)反應堆容器(qi)上(shang)的(de)封頭(tou)和底封頭(tou)的(de)穿透件。