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NS 313 (Inconel 601)

(0Cr23Ni60Fe14Al)、 NS 313、Inconel 601合金系一種既耐蝕(shi)，又(you)抗高(gao)溫氧化，且具(ju)有較好熱強性的(de)鎳基合金。

一、化學(xue)成(cheng)分(fen)和組織特點

  0Cr23Ni60Fe14Al合(he)金(jin)的(de)化(hua)學成(cheng)分(fen)見表3-3-1。從表中可知，合(he)金(jin)中鉻含(han)量較高(gao)，因而在氧化(hua)性(xing)酸介質(zhi)中耐蝕性(xing)較好；合(he)金(jin)在含(han)較高(gao)鉻量的(de)同(tong)時，還(huan)含(han)有鋁，因而，此(ci)合(he)金(jin)的(de)抗氧化(hua)性(xing)、抗硫化(hua)性(xing)能(neng)也較佳。此(ci)合(he)金(jin)固溶態具有穩定的(de)奧氏體(ti)(ti)組織，同(tong)時在基(ji)體(ti)(ti)上還(huan)有彌散的(de)少量碳化(hua)物和氮化(hua)物。此(ci)合(he)金(jin)中完全不存在脆性(xing)金(jin)屬間(jian)相，例如(ru)σ相。

二、耐(nai)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(hua)性

  圖(tu) 3-3-30、圖(tu) 3-3-31 和 圖(tu) 3-3-33 系  0Cr23Ni60Fe14Al合金(jin)(jin)(jin)與 0Cr15Ni75Fe（Inconel 600)、0Cr20Ni32Fe (Inconel 800)兩種合金(jin)(jin)(jin)高(gao)溫(wen)抗(kang)氧(yang)化性(xing)能(neng)的(de)比較結(jie)果(guo)，由圖(tu)可以看出，即使(shi)加熱到1260℃，0Cr23Ni60Fe14Al合金(jin)(jin)(jin)仍(reng)具有良好的(de)抗(kang)氧(yang)化性(xing)。這(zhe)主要是此(ci)合金(jin)(jin)(jin)表面在高(gao)溫(wen)下能(neng)夠形成(cheng)非(fei)常(chang)致密(mi)且黏附(fu)性(xing)好的(de)氧(yang)化膜。圖(tu)3-3-32系國內在1150℃對(dui) 0Cr23Ni60Fe14Al所(suo)進(jin)行的(de)抗(kang)氧(yang)化性(xing)試驗結(jie)果(guo)。顯然此(ci)合金(jin)(jin)(jin)的(de)抗(kang)氧(yang)化性(xing)能(neng)與其他鎳基高(gao)鉻耐蝕合金(jin)(jin)(jin)相比處于同一(yi)水平(ping)。

  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(quan)面(mian)腐(fu)蝕(shi)性能(neng)

  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(li)腐蝕性能

 0Cr23Ni60Fe14Al合(he)金中的(de)高鎳(nie)含量，故(gu)其耐(nai)氯化物、氫氧化物的(de)應力腐蝕(shi)性能也很好。表(biao) 3-3-15 是一些試驗結果。

三、力學性(xing)能

 表3-3-16系0Cr23Ni60Fe14Al合金在熱加工和(he)固溶(rong)狀態下，一些冶(ye)金產品（板(ban)、棒(bang)、管、絲等）的室溫力(li)學性能。

  圖3-3-36和圖3-3-37經不同溫度固(gu)溶處理(li)的0Cr23Ni60Fe14Al合(he)金棒材的高溫力學性(xing)能，試驗用(yong)棒材尺寸為Φ16mm。

  表(biao)3-3-17和表(biao)3-3-18系(xi)0Cr23Ni60Fe14Al合金的沖(chong)擊(ji)韌性。由(you)表(biao)可知，即使經過中溫（540~870℃)長期時效，此合金仍無脆化(hua)傾(qing)向。

  圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)3-3-38和(he)(he)圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)3-3-39分別為(wei)(wei)此合(he)金的旋轉(zhuan)、懸臂梁(liang)疲勞(lao)試驗結(jie)果。圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)3-3-40 和(he)(he)圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)3-3-41分別為(wei)(wei)0Cr23Ni60Fe14Al合(he)金的高(gao)溫蠕(ru)變和(he)(he)高(gao)溫持久(jiu)性能。從圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)3-3-41可知，980℃固溶(rong)較(jiao)1150℃固溶(rong)處理具有更(geng)高(gao)的持久(jiu)強度。

四、物理性能

  物理(li)性能(neng)見表 3-3-19

五、焊接性能(neng)

  0Cr23Ni60Fe14A1合金(jin)具有良(liang)好的可(ke)焊(han)(han)性。表(biao)3-3-20系根據使用環境所推薦的焊(han)(han)接條(tiao)件、焊(han)(han)接方法和(he)焊(han)(han)條(tiao)、焊(han)(han)絲選擇(ze)。

六、冷熱加(jia)工(gong)及成型性能

  0Cr23Ni60Fe14Al合(he)金(jin)(jin)具有良(liang)好的冷(leng)、熱加(jia)(jia)(jia)工(gong)性能(neng)。適宜的熱加(jia)(jia)(jia)工(gong)變形(xing)溫度(du)(du)為870~1230℃。當大變形(xing)量加(jia)(jia)(jia)工(gong)時，要(yao)在(zai)1040~1230℃間(jian)進(jin)行。由于(yu)此(ci)(ci)合(he)金(jin)(jin)在(zai)650~871℃間(jian)有一(yi)低塑(su)性區，因此(ci)(ci)，熱加(jia)(jia)(jia)工(gong)變形(xing)不能(neng)在(zai)此(ci)(ci)溫度(du)(du)范圍內進(jin)行。熱加(jia)(jia)(jia)工(gong)后的冷(leng)卻速(su)度(du)(du)一(yi)般沒(mei)有限制，但(dan)為了防(fang)止敏化(hua)，冷(leng)卻過(guo)程中(zhong)通過(guo)540~760℃時要(yao)盡量快(kuai)。圖3-3-42系0Cr23Ni60Fe14Al合(he)金(jin)(jin)加(jia)(jia)(jia)工(gong)硬化(hua)性能(neng)，顯然，0Cr23Ni60Fe14Al 合(he)金(jin)(jin)的此(ci)(ci)種(zhong)性能(neng)與前述0Cr15Ni75Fe極相近。

七、熱(re)處理

  0Cr23Ni60Fe14Al合(he)金的熱(re)處(chu)理工藝為1100~1150℃左(zuo)右加熱(re)后急(ji)冷(leng)。在(zai)(zai)某些條件下亦可在(zai)(zai)980℃左(zuo)右加熱(re)后空冷(leng)。

八(ba)、應用

  由于(yu) 0Cr23Ni60Fe14Al 合金具有良(liang)好(hao)的抗(kang)氧化性(xing)(xing)和耐腐蝕(shi)性(xing)(xing)，因而主要用于(yu)加熱設(she)(she)備(bei)(bei)、化學工(gong)業、環境(jing)污染控制、蘭、航(hang)天以及動力(li)工(gong)業中。例如，制造退(tui)火(huo)(huo)、滲(shen)碳、氮(dan)化等熱處理設(she)(she)備(bei)(bei)、部件(jian)；備(bei)(bei)種(zhong)工(gong)業爐用輻射管(guan)、套筒、火(huo)(huo)焰(yan)屏蔽、燃氣噴嘴、電(dian)阻加熱元件(jian)、電(dian)阻絲套管(guan)；工(gong)業用冷(leng)受器管(guan)、儲酸(suan)生產中的一些(xie)設(she)(she)備(bei)(bei)部件(jian)等。0Cr23Ni60Fe14AI合金的治金產品(pin)有板(ban)、管(guan)、絲、帶、棒(bang)、鍛件(jian)等各種(zhong)產品(pin)。