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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(he)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、力學性能

 Inconel 600合(he)(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)室溫(wen)和低溫(wen)力學性能(neng)（包(bao)(bao)括沖擊(ji)、疲勞、硬度等）與一(yi)(yi)般(ban)Cr-Ni奧(ao)氏體不銹鋼相(xiang)近，具有良好的(de)(de)(de)(de)強度和塑、韌性的(de)(de)(de)(de)配合(he)(he)(he)。此合(he)(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)力學性能(neng)（包(bao)(bao)括瞬(shun)時、蠕變(bian)和持久）則顯優于(yu)鎳含量(liang)低的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)般(ban)奧(ao)氏體不銹鋼，可以(yi)允許(xu)在承(cheng)受(shou)載荷的(de)(de)(de)(de)條件下，在600～650℃長(chang)期(qi)使用。試驗還(huan)表(biao)明在600℃長(chang)期(qi)使用后，此合(he)(he)(he)金(jin)無脆化傾向。

   1. Inconel 600合金的室溫力學性能

  2. Inconel 600 合金(jin)的(de)沖擊性能（V型夏(xia)比試樣）

 3.  Inconel 600 合金(jin)的低溫沖擊性(xing)能

 4. Inconel 600 合金棒材的(de)室(shi)溫沖擊(ji)性能

 5. Inconel 600 合金的高溫沖擊性能（夏比V型試樣）

三、耐蝕性能

   1. 全面腐(fu)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(zai)硫酸中(zhong)的腐蝕速率

     b.   Inconel 600 合(he)金(jin)在鹽酸中的腐(fu)蝕速率

   2. 晶(jing)間腐蝕

  試驗表(biao)明(ming)，在(zai)較低溫(wen)度(du)下(xia)，碳在(zai)Inconel 600合(he)(he)金(jin)中(zhong)固溶(rong)度(du)是(shi)很低的，當溫(wen)度(du)低到650℃時(shi)(shi)，碳的固溶(rong)度(du)低于0.01%。因此(ci)，Inconel 600合(he)(he)金(jin)若經(jing)550～850℃中(zhong)溫(wen)敏(min)化(hua)(hua)處(chu)(chu)理(li)，由于Cr23C6和Cr7C3等碳化(hua)(hua)物沿晶界(jie)沉淀，會(hui)產生貧鉻(ge)區，從而使Inconel 600合(he)(he)金(jin)在(zai)一些(xie)介質中(zhong)具有(you)晶間(jian)腐(fu)蝕(shi)傾向(xiang)。一般(ban)說來Inconel 600合(he)(he)金(jin)的晶間(jian)腐(fu)蝕(shi)傾向(xiang)要高于18-8、18-12-Mo等Cr-Ni不(bu)銹鋼。 20世紀80年代初的研究表(biao)明(ming)，Inconel600合(he)(he)金(jin)經(jing)1100℃水冷(leng)固溶(rong)處(chu)(chu)理(li)后，在(zai)經(jing)700℃敏(min)化(hua)(hua)（時(shi)(shi)效）時(shi)(shi)間(jian)的增長(chang)，晶界(jie)鉻(ge)濃度(du)有(you)明(ming)顯的不(bu)同：敏(min)化(hua)(hua) 5小(xiao)時(shi)(shi),晶界(jie)鉻(ge)濃度(du)會(hui)從原有(you)15%降到6%，敏(min)化(hua)(hua)10h后降低到了4%，但隨著敏(min)化(hua)(hua)時(shi)(shi)間(jian)的增長(chang)，當達(da)到100h時(shi)(shi)，晶界(jie)濃度(du)則可高達(da)12%以上。據此(ci)提(ti)出了鎳(nie)鉻(ge)合(he)(he)金(jin)固溶(rong)處(chu)(chu)理(li)后再經(jing)700℃的適宜(yi)時(shi)(shi)間(jian)保溫(wen)的時(shi)(shi)效處(chu)(chu)理(li)以防止晶間(jian)腐(fu)蝕(shi)和晶間(jian)應力腐(fu)蝕(shi)的熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)工(gong)藝(yi)。此(ci)工(gong)藝(yi)早已在(zai)Inconel 600 壓水堆(dui)蒸發器傳(chuan)(chuan)熱(re)(re)管(guan)(guan)生產中(zhong)采用(yong)已推廣用(yong)于同一用(yong)途的 Inconel 690 傳(chuan)(chuan)熱(re)(re)管(guan)(guan)的生產，此(ci)工(gong)藝(yi)稱(cheng)為脫敏(min)處(chu)(chu)理(li)（desensitization ,TTV).

  3. 應力腐蝕

  國內外(wai)的(de)大量實(shi)驗室實(shi)驗曾(ceng)已證(zheng)實(shi)，無(wu)論是(shi)在(zai)高濃度氯化(hua)(hua)物中(zhong)，還(huan)是(shi)在(zai)含有(you)(you)OH﹣的(de)苛性(xing)溶液中(zhong)，無(wu)論是(shi)在(zai)含微(wei)量氯化(hua)(hua)物和氧的(de)熱(re)水(shui)以(yi)及高溫水(shui)中(zhong)，鎳(nie)(nie)對提高Ni-Cr-Fe合(he)(he)金(jin)的(de)耐(nai)應(ying)力(li)腐蝕(shi)性(xing)能都是(shi)有(you)(you)效的(de)。因此普遍認為含有(you)(you)很高鎳(nie)(nie)含量的(de)Inconel600合(he)(he)金(jin)具有(you)(you)優(you)良的(de)耐(nai)應(ying)力(li)腐蝕(shi)性(xing)能。但(dan)在(zai)實(shi)際(ji)使用中(zhong)，特別是(shi)在(zai)壓水(shui)堆蒸發器傳熱(re)管工(gong)作條件下又發現Inconel600合(he)(he)金(jin)對應(ying)力(li)腐蝕(shi)不(bu)(bu)僅不(bu)(bu)免(mian)疫，而(er)且還(huan)具有(you)(you)相當高的(de)敏感(gan)性(xing)，甚(shen)至在(zai)高溫高壓純水(shui)中(zhong)也(ye)不(bu)(bu)例外(wai)。研(yan)究(jiu)指出Inconel600合(he)(he)金(jin)的(de)這些(xie)晶間應(ying)力(li)腐蝕(shi)的(de)敏感(gan)性(xing)可以(yi)通過(guo)進行時效（脫敏(min)）處理來(lai)加(jia)以抑制。

  4. 點蝕

 由(you)于Inconel600合金鉻含(han)量低且不含(han)鉬，因(yin)此，此合金不能用(yong)于耐(nai)點(dian)蝕和易引起點(dian)蝕的(de)環境(jing)中(zhong)(zhong)。例如Inconel600合金在流動的(de)海(hai)(hai)水和海(hai)(hai)水噴淋條件下耐(nai)蝕性(xing)良好，但在靜止海(hai)(hai)水中(zhong)(zhong)，此合金便(bian)會(hui)由(you)于點(dian)蝕的(de)產生(sheng)而(er)遭(zao)到破(po)壞。

四、焊接性能

Inconel 600合金焊(han)(han)接(jie)性能良好(hao)。它(ta)可以(yi)采用常用的(de)焊(han)(han)接(jie)方法進行同材和(he)異材焊(han)(han)接(jie)。對于(yu)氣體(ti)保護(hu)金屬(shu)弧焊(han)(han)接(jie)，可采用Inconel 182和(he)132焊(han)(han)條(tiao)。對于(yu)MIG和(he)TIG焊(han)(han)接(jie)，則可用Inconel 62焊(han)(han)絲。

五、冷熱加工及(ji)成(cheng)型性能

 Inconel 600合金(jin)正(zheng)常的熱(re)加(jia)工(gong)溫(wen)度(du)為871～1232℃，大(da)變形(xing)(xing)量時，適宜溫(wen)度(du)在(zai)1038～1232℃之間(jian)，小(xiao)變形(xing)(xing)量適宜溫(wen)度(du)≥871℃。由(you)于此合金(jin)在(zai)650～871℃間(jian)有(you)一熱(re)脆區(qu)，故熱(re)加(jia)工(gong)要避開此區(qu)間(jian)。此合金(jin)冷加(jia)工(gong)性能與Cr-Ni奧氏體不(bu)銹鋼相近。但冷加(jia)工(gong)硬化速度(du)要比不(bu)銹鋼低。由(you)于Inconel 600合金(jin)冷、熱(re)加(jia)工(gong)性能均佳(jia)，因(yin)此，合金(jin)的冷熱(re)成型性也很好(hao)，不(bu)會有(you)任(ren)何困難。

六、熱(re)處理

為(wei)了(le)使(shi)合(he)金(jin)(jin)(jin)中碳化物(wu)溶(rong)解以得到最(zui)佳的(de)(de)(de)固溶(rong)效果，Inconel 600合(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)固溶(rong)（退火(huo)）溫(wen)度一(yi)般為(wei)1093～1149℃。此時，合(he)金(jin)(jin)(jin)耐(nai)(nai)全面(mian)腐蝕性能和抗高(gao)溫(wen)蠕(ru)變、耐(nai)(nai)持久性能最(zui)好(hao)。但是(shi)(shi)，為(wei)了(le)得到高(gao)強度、耐(nai)(nai)疲勞、耐(nai)(nai)腐蝕的(de)(de)(de)綜合(he)性能，對于室溫(wen)和較(jiao)低溫(wen)度使(shi)用(yong)的(de)(de)(de)Inconel 600合(he)金(jin)(jin)(jin)還是(shi)(shi)以選(xuan)中具有微細晶粒的(de)(de)(de)熱處(chu)理(li)(li)工藝為(wei)好(hao)，一(yi)般選(xuan)用(yong)較(jiao)低的(de)(de)(de)熱處(chu)理(li)(li)溫(wen)度。為(wei)了(le)提高(gao)此合(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)高(gao)溫(wen)耐(nai)(nai)高(gao)壓水的(de)(de)(de)氯化物(wu)以及苛性應力腐蝕性能，目前建(jian)議(yi)在(zai)固溶(rong)處(chu)理(li)(li)后再(zai)進行700～750℃、15h左右(you)的(de)(de)(de)時效處(chu)理(li)(li)（即(ji)脫(tuo)敏處(chu)理(li)(li)）。為(wei)了(le)消除殘余應力，則(ze)以在(zai)870℃左右(you)加熱為(wei)宜(yi)。

七(qi)、應用

  此(ci)合(he)(he)(he)金(jin)具(ju)(ju)(ju)有(you)強韌、耐蝕的(de)綜合(he)(he)(he)性(xing)能(neng)，廣(guang)泛用(yong)于(yu)(yu)化(hua)學(xue)、石化(hua)等(deng)工(gong)(gong)業(ye)中(zhong)。例如用(yong)于(yu)(yu)制(zhi)造加熱(re)器、換熱(re)器、蒸發器、蒸餾(liu)釜、蒸餾(liu)塔、脂(zhi)肪酸處(chu)理用(yong)冷凝器、處(chu)理松香亭酸用(yong)設備等(deng)。由于(yu)(yu)合(he)(he)(he)金(jin)在高溫下還具(ju)(ju)(ju)有(you)高強度和良好(hao)的(de)抗(kang)氧化(hua)性(xing)，因而還可用(yong)于(yu)(yu)熱(re)處(chu)理工(gong)(gong)業(ye)，制(zhi)造各(ge)種結構(gou)件(jian)。在核(he)(he)動力工(gong)(gong)業(ye)中(zhong)，Inconel 600合(he)(he)(he)金(jin)具(ju)(ju)(ju)有(you)良好(hao)的(de)耐高溫耐高壓水(shui)(shui)的(de)腐(fu)蝕性(xing)能(neng)，因此(ci)它也是用(yong)于(yu)(yu)壓水(shui)(shui)堆(dui)(dui)核(he)(he)電廠的(de)重要(yao)結構(gou)材料，當用(yong)于(yu)(yu)蒸發器傳熱(re)管(guan)時，管(guan)材生(sheng)產不(bu)僅需(xu)固溶處(chu)理且需(xu)進行中(zhong)溫脫敏處(chu)理且U型管(guan)小R段(duan)尚未消除殘余應力。此(ci)合(he)(he)(he)金(jin)還可用(yong)于(yu)(yu)壓水(shui)(shui)堆(dui)(dui)核(he)(he)反應堆(dui)(dui)容器上的(de)封頭和底封頭的(de)穿透(tou)件(jian)。