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NS 313 (Inconel 601)

(0Cr23Ni60Fe14Al)、 NS 313、Inconel 601合金系一種既耐(nai)蝕(shi)，又抗(kang)高溫氧化，且具有較(jiao)好熱強性的(de)鎳基合金。

一(yi)、化學(xue)成(cheng)分和組織(zhi)特點

  0Cr23Ni60Fe14Al合(he)金(jin)的化學成分見表3-3-1。從表中(zhong)(zhong)可(ke)知，合(he)金(jin)中(zhong)(zhong)鉻(ge)含量較高(gao)，因(yin)而在氧化性(xing)酸介質中(zhong)(zhong)耐(nai)蝕性(xing)較好；合(he)金(jin)在含較高(gao)鉻(ge)量的同時(shi)，還含有(you)鋁(lv)，因(yin)而，此(ci)(ci)合(he)金(jin)的抗氧化性(xing)、抗硫化性(xing)能也較佳。此(ci)(ci)合(he)金(jin)固溶態(tai)具有(you)穩定的奧(ao)氏體(ti)組織，同時(shi)在基體(ti)上還有(you)彌散的少(shao)量碳化物和氮(dan)化物。此(ci)(ci)合(he)金(jin)中(zhong)(zhong)完全(quan)不存在脆性(xing)金(jin)屬間(jian)相，例如σ相。

二、耐腐蝕性(xing)能(neng)

  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

  圖 3-3-30、圖 3-3-31 和 圖 3-3-33 系(xi)(xi)  0Cr23Ni60Fe14Al合(he)金(jin)(jin)與(yu) 0Cr15Ni75Fe（Inconel 600)、0Cr20Ni32Fe (Inconel 800)兩種合(he)金(jin)(jin)高溫抗(kang)氧(yang)化(hua)(hua)性(xing)能(neng)的(de)比較結(jie)果，由(you)圖可以看出，即使加熱到1260℃，0Cr23Ni60Fe14Al合(he)金(jin)(jin)仍具有良好的(de)抗(kang)氧(yang)化(hua)(hua)性(xing)。這主要是此合(he)金(jin)(jin)表(biao)面在高溫下能(neng)夠形成(cheng)非(fei)常致密且黏附性(xing)好的(de)氧(yang)化(hua)(hua)膜。圖3-3-32系(xi)(xi)國(guo)內在1150℃對 0Cr23Ni60Fe14Al所(suo)進行的(de)抗(kang)氧(yang)化(hua)(hua)性(xing)試(shi)驗結(jie)果。顯然此合(he)金(jin)(jin)的(de)抗(kang)氧(yang)化(hua)(hua)性(xing)能(neng)與(yu)其他鎳(nie)基高鉻耐蝕合(he)金(jin)(jin)相比處于(yu)同一水平。

  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. 耐全面腐蝕性能

  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(fu)蝕性能

 0Cr23Ni60Fe14Al合金(jin)中的(de)高鎳含量，故其耐(nai)氯化物、氫(qing)氧(yang)化物的(de)應力(li)腐蝕性能也(ye)很好(hao)。表(biao) 3-3-15 是一些試(shi)驗結果。

三(san)、力學性(xing)能

 表3-3-16系(xi)0Cr23Ni60Fe14Al合(he)金在熱加工(gong)和固溶狀(zhuang)態(tai)下，一些(xie)冶金產品(pin)（板、棒、管、絲等(deng)）的室溫力學(xue)性能。

  圖3-3-36和圖3-3-37經不同溫度固溶處理(li)的(de)0Cr23Ni60Fe14Al合金棒(bang)材(cai)的(de)高溫力學性(xing)能(neng)，試驗用棒(bang)材(cai)尺寸為Φ16mm。

  表3-3-17和表3-3-18系0Cr23Ni60Fe14Al合金的沖擊韌性。由表可知，即使經過中溫（540~870℃)長期時(shi)效，此合金仍(reng)無脆化(hua)傾向。

  圖(tu)(tu)3-3-38和圖(tu)(tu)3-3-39分(fen)別為(wei)此合金的旋(xuan)轉、懸臂梁疲勞試驗結果。圖(tu)(tu)3-3-40 和圖(tu)(tu)3-3-41分(fen)別為(wei)0Cr23Ni60Fe14Al合金的高(gao)溫蠕(ru)變(bian)和高(gao)溫持久性能。從圖(tu)(tu)3-3-41可(ke)知，980℃固溶較1150℃固溶處理具有更(geng)高(gao)的持久強(qiang)度。

四、物理性能

  物理性能(neng)見表 3-3-19

五、焊接性能

  0Cr23Ni60Fe14A1合(he)金(jin)具有良好的可(ke)焊(han)(han)性。表3-3-20系(xi)根據使用環境所推薦的焊(han)(han)接(jie)條件、焊(han)(han)接(jie)方法和焊(han)(han)條、焊(han)(han)絲選(xuan)擇。

六、冷熱加工及(ji)成型性能

  0Cr23Ni60Fe14Al合(he)金具有(you)(you)良(liang)好(hao)的(de)冷(leng)、熱(re)加(jia)工(gong)(gong)性能。適(shi)宜的(de)熱(re)加(jia)工(gong)(gong)變(bian)形溫度(du)為(wei)870~1230℃。當大變(bian)形量加(jia)工(gong)(gong)時，要在(zai)1040~1230℃間(jian)進(jin)行。由(you)于此(ci)合(he)金在(zai)650~871℃間(jian)有(you)(you)一低塑性區，因此(ci)，熱(re)加(jia)工(gong)(gong)變(bian)形不能在(zai)此(ci)溫度(du)范圍內進(jin)行。熱(re)加(jia)工(gong)(gong)后的(de)冷(leng)卻速度(du)一般沒有(you)(you)限制，但為(wei)了防止敏(min)化(hua)，冷(leng)卻過程中通過540~760℃時要盡量快。圖3-3-42系0Cr23Ni60Fe14Al合(he)金加(jia)工(gong)(gong)硬化(hua)性能，顯然，0Cr23Ni60Fe14Al 合(he)金的(de)此(ci)種性能與前述(shu)0Cr15Ni75Fe極相近。

七(qi)、熱處理

  0Cr23Ni60Fe14Al合金的(de)熱處理(li)工藝(yi)為1100~1150℃左右加熱后急(ji)冷(leng)。在某些條件下亦可(ke)在980℃左右加熱后空冷(leng)。

八、應用

  由于 0Cr23Ni60Fe14Al 合(he)(he)金(jin)具有(you)良好(hao)的(de)抗氧化(hua)性和耐腐(fu)蝕性，因而主要用(yong)(yong)(yong)于加(jia)熱設(she)備、化(hua)學工業、環境污染控制、蘭(lan)、航天以及動(dong)力工業中。例如，制造退火(huo)、滲碳、氮化(hua)等熱處理設(she)備、部(bu)件；備種工業爐用(yong)(yong)(yong)輻射管、套(tao)筒(tong)、火(huo)焰屏(ping)蔽、燃氣噴嘴、電阻(zu)(zu)加(jia)熱元件、電阻(zu)(zu)絲(si)套(tao)管；工業用(yong)(yong)(yong)冷受器管、儲酸生產中的(de)一些設(she)備部(bu)件等。0Cr23Ni60Fe14AI合(he)(he)金(jin)的(de)治金(jin)產品有(you)板、管、絲(si)、帶(dai)、棒、鍛件等各種產品。