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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、化學成分

二(er)、力學性能(neng)

 Inconel 600合金的(de)室溫和(he)低(di)溫力(li)學(xue)(xue)性(xing)能（包括沖擊、疲(pi)勞、硬度等(deng)）與一般(ban)Cr-Ni奧氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)相近，具有良好的(de)強度和(he)塑、韌性(xing)的(de)配(pei)合。此合金的(de)高溫力(li)學(xue)(xue)性(xing)能（包括瞬時、蠕變和(he)持久）則(ze)顯優于(yu)鎳含(han)量低(di)的(de)一般(ban)奧氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)，可以允許在(zai)承受載荷的(de)條件下，在(zai)600～650℃長(chang)期(qi)使(shi)用(yong)。試(shi)驗還表明(ming)在(zai)600℃長(chang)期(qi)使(shi)用(yong)后，此合金無脆化(hua)傾向。

   1. Inconel 600合金的室(shi)溫(wen)力學(xue)性能

  2. Inconel 600 合金(jin)的沖擊性能（V型(xing)夏比試樣）

 3.  Inconel 600 合金的低溫沖擊性能(neng)

 4. Inconel 600 合金棒材(cai)的室溫沖擊性能

 5. Inconel 600 合金(jin)的(de)高溫沖擊性能（夏(xia)比V型試樣）

三、耐蝕性(xing)能

   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(zhong)的腐蝕速率

     b.   Inconel 600 合(he)金在鹽酸中(zhong)的腐(fu)蝕速(su)率

   2. 晶間腐蝕(shi)

  試驗表明，在(zai)較低溫(wen)度(du)(du)(du)(du)下，碳在(zai)Inconel 600合(he)金(jin)(jin)中固(gu)(gu)溶度(du)(du)(du)(du)是很低的(de)(de)，當(dang)溫(wen)度(du)(du)(du)(du)低到(dao)(dao)650℃時，碳的(de)(de)固(gu)(gu)溶度(du)(du)(du)(du)低于(yu)0.01%。因此(ci)(ci)，Inconel 600合(he)金(jin)(jin)若經(jing)550～850℃中溫(wen)敏(min)(min)化(hua)處(chu)理(li)(li)(li)，由于(yu)Cr23C6和Cr7C3等碳化(hua)物(wu)沿晶(jing)界沉淀，會產(chan)生貧(pin)鉻(ge)區，從而使(shi)Inconel 600合(he)金(jin)(jin)在(zai)一(yi)(yi)些介質(zhi)中具有晶(jing)間(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)傾(qing)(qing)向。一(yi)(yi)般說來Inconel 600合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)晶(jing)間(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)傾(qing)(qing)向要高于(yu)18-8、18-12-Mo等Cr-Ni不(bu)銹(xiu)鋼。 20世紀80年代(dai)初(chu)的(de)(de)研(yan)究表明，Inconel600合(he)金(jin)(jin)經(jing)1100℃水冷固(gu)(gu)溶處(chu)理(li)(li)(li)后(hou)，在(zai)經(jing)700℃敏(min)(min)化(hua)（時效(xiao)）時間(jian)(jian)的(de)(de)增長(chang)，晶(jing)界鉻(ge)濃度(du)(du)(du)(du)有明顯的(de)(de)不(bu)同：敏(min)(min)化(hua) 5小時,晶(jing)界鉻(ge)濃度(du)(du)(du)(du)會從原有15%降(jiang)到(dao)(dao)6%，敏(min)(min)化(hua)10h后(hou)降(jiang)低到(dao)(dao)了4%，但隨(sui)著(zhu)敏(min)(min)化(hua)時間(jian)(jian)的(de)(de)增長(chang)，當(dang)達到(dao)(dao)100h時，晶(jing)界濃度(du)(du)(du)(du)則可高達12%以(yi)上。據此(ci)(ci)提出(chu)了鎳鉻(ge)合(he)金(jin)(jin)固(gu)(gu)溶處(chu)理(li)(li)(li)后(hou)再經(jing)700℃的(de)(de)適宜時間(jian)(jian)保(bao)溫(wen)的(de)(de)時效(xiao)處(chu)理(li)(li)(li)以(yi)防止晶(jing)間(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)和晶(jing)間(jian)(jian)應力腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)熱處(chu)理(li)(li)(li)工藝(yi)。此(ci)(ci)工藝(yi)早(zao)已在(zai)Inconel 600 壓水堆蒸(zheng)發器傳熱管生產(chan)中采用已推(tui)廣用于(yu)同一(yi)(yi)用途的(de)(de) Inconel 690 傳熱管的(de)(de)生產(chan)，此(ci)(ci)工藝(yi)稱為脫敏(min)(min)處(chu)理(li)(li)(li)（desensitization ,TTV).

  3. 應力腐蝕

  國內(nei)外(wai)的(de)大量(liang)實(shi)(shi)驗室實(shi)(shi)驗曾(ceng)已證(zheng)實(shi)(shi)，無論(lun)是(shi)在(zai)(zai)(zai)高(gao)(gao)(gao)濃度氯化(hua)物中(zhong)，還是(shi)在(zai)(zai)(zai)含(han)有(you)OH﹣的(de)苛性(xing)(xing)溶液中(zhong)，無論(lun)是(shi)在(zai)(zai)(zai)含(han)微量(liang)氯化(hua)物和氧(yang)的(de)熱水(shui)以及高(gao)(gao)(gao)溫水(shui)中(zhong)，鎳對提高(gao)(gao)(gao)Ni-Cr-Fe合金(jin)的(de)耐應(ying)力腐(fu)蝕性(xing)(xing)能都是(shi)有(you)效的(de)。因(yin)此普遍認為含(han)有(you)很高(gao)(gao)(gao)鎳含(han)量(liang)的(de)Inconel600合金(jin)具有(you)優良(liang)的(de)耐應(ying)力腐(fu)蝕性(xing)(xing)能。但(dan)在(zai)(zai)(zai)實(shi)(shi)際使用中(zhong)，特別是(shi)在(zai)(zai)(zai)壓水(shui)堆蒸(zheng)發器傳(chuan)熱管工(gong)作(zuo)條件下又發現Inconel600合金(jin)對應(ying)力腐(fu)蝕不(bu)僅不(bu)免疫，而且(qie)還具有(you)相當高(gao)(gao)(gao)的(de)敏(min)(min)感性(xing)(xing)，甚至在(zai)(zai)(zai)高(gao)(gao)(gao)溫高(gao)(gao)(gao)壓純(chun)水(shui)中(zhong)也不(bu)例(li)外(wai)。研究(jiu)指出Inconel600合金(jin)的(de)這(zhe)些晶間(jian)應(ying)力腐(fu)蝕的(de)敏(min)(min)感性(xing)(xing)可(ke)以通(tong)過進行時效（脫敏）處理來加以抑(yi)制。

  4. 點蝕

 由(you)于(yu)(yu)Inconel600合(he)金鉻含(han)量低且不含(han)鉬，因此，此合(he)金不能(neng)用(yong)于(yu)(yu)耐點(dian)(dian)蝕(shi)和易引(yin)起點(dian)(dian)蝕(shi)的環(huan)境中(zhong)。例如(ru)Inconel600合(he)金在(zai)流動的海水和海水噴淋條件下耐蝕(shi)性良好，但在(zai)靜止海水中(zhong)，此合(he)金便(bian)會由(you)于(yu)(yu)點(dian)(dian)蝕(shi)的產生而(er)遭到破壞。

四、焊接(jie)性能

Inconel 600合金焊接(jie)(jie)性能(neng)良好(hao)。它可(ke)(ke)以采用(yong)常用(yong)的焊接(jie)(jie)方(fang)法進行同材和(he)異材焊接(jie)(jie)。對于(yu)氣體保護金屬(shu)弧焊接(jie)(jie)，可(ke)(ke)采用(yong)Inconel 182和(he)132焊條。對于(yu)MIG和(he)TIG焊接(jie)(jie)，則可(ke)(ke)用(yong)Inconel 62焊絲。

五、冷熱加工及成型性能

 Inconel 600合金正(zheng)常(chang)的(de)(de)熱加(jia)(jia)工(gong)(gong)溫度(du)為871～1232℃，大變(bian)形量時，適宜溫度(du)在1038～1232℃之間(jian)，小變(bian)形量適宜溫度(du)≥871℃。由于此(ci)合金在650～871℃間(jian)有一熱脆(cui)區，故(gu)熱加(jia)(jia)工(gong)(gong)要避開此(ci)區間(jian)。此(ci)合金冷加(jia)(jia)工(gong)(gong)性能與Cr-Ni奧氏(shi)體不銹鋼相(xiang)近。但冷加(jia)(jia)工(gong)(gong)硬化速度(du)要比不銹鋼低(di)。由于Inconel 600合金冷、熱加(jia)(jia)工(gong)(gong)性能均佳，因此(ci)，合金的(de)(de)冷熱成型性也很好，不會有任(ren)何困難。

六、熱(re)處理

為(wei)了(le)(le)使(shi)合(he)(he)(he)金(jin)中碳化(hua)物溶(rong)解以得到最佳(jia)的(de)固溶(rong)效(xiao)果，Inconel 600合(he)(he)(he)金(jin)的(de)固溶(rong)（退火）溫(wen)度(du)一般為(wei)1093～1149℃。此時，合(he)(he)(he)金(jin)耐(nai)全面(mian)腐蝕性(xing)能和抗高(gao)溫(wen)蠕變、耐(nai)持久性(xing)能最好(hao)。但是(shi)，為(wei)了(le)(le)得到高(gao)強度(du)、耐(nai)疲勞、耐(nai)腐蝕的(de)綜(zong)合(he)(he)(he)性(xing)能，對于室溫(wen)和較低溫(wen)度(du)使(shi)用的(de)Inconel 600合(he)(he)(he)金(jin)還是(shi)以選中具有微細(xi)晶粒(li)的(de)熱(re)處(chu)(chu)理工藝為(wei)好(hao)，一般選用較低的(de)熱(re)處(chu)(chu)理溫(wen)度(du)。為(wei)了(le)(le)提高(gao)此合(he)(he)(he)金(jin)的(de)耐(nai)高(gao)溫(wen)耐(nai)高(gao)壓水的(de)氯化(hua)物以及苛性(xing)應力(li)(li)腐蝕性(xing)能，目(mu)前建議在(zai)固溶(rong)處(chu)(chu)理后再進行700～750℃、15h左(zuo)(zuo)右的(de)時效(xiao)處(chu)(chu)理（即脫敏處(chu)(chu)理）。為(wei)了(le)(le)消除殘余(yu)應力(li)(li)，則以在(zai)870℃左(zuo)(zuo)右加熱(re)為(wei)宜。

七、應用

  此合金(jin)具有強(qiang)韌(ren)、耐(nai)蝕的(de)綜合性(xing)能，廣泛用于(yu)(yu)(yu)化學、石化等工業中。例如用于(yu)(yu)(yu)制造加熱器(qi)(qi)(qi)、換熱器(qi)(qi)(qi)、蒸發器(qi)(qi)(qi)、蒸餾釜、蒸餾塔(ta)、脂肪(fang)酸處(chu)理用冷凝器(qi)(qi)(qi)、處(chu)理松(song)香亭酸用設備等。由于(yu)(yu)(yu)合金(jin)在高溫(wen)下還(huan)具有高強(qiang)度和(he)良(liang)好的(de)抗(kang)氧化性(xing)，因而還(huan)可(ke)用于(yu)(yu)(yu)熱處(chu)理工業，制造各種結構(gou)件。在核動力(li)工業中，Inconel 600合金(jin)具有良(liang)好的(de)耐(nai)高溫(wen)耐(nai)高壓水(shui)的(de)腐(fu)蝕性(xing)能，因此它也是(shi)用于(yu)(yu)(yu)壓水(shui)堆(dui)核電廠的(de)重要結構(gou)材料(liao)，當用于(yu)(yu)(yu)蒸發器(qi)(qi)(qi)傳熱管時(shi)，管材生產(chan)不僅需固溶處(chu)理且(qie)需進行中溫(wen)脫敏處(chu)理且(qie)U型管小R段(duan)尚(shang)未消除殘(can)余應力(li)。此合金(jin)還(huan)可(ke)用于(yu)(yu)(yu)壓水(shui)堆(dui)核反應堆(dui)容器(qi)(qi)(qi)上(shang)的(de)封頭和(he)底封頭的(de)穿透件。