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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(fen)

二、力學性(xing)能

 Inconel 600合(he)金(jin)的(de)(de)(de)室溫和(he)(he)低溫力學性(xing)(xing)能（包括(kuo)沖(chong)擊(ji)、疲勞(lao)、硬度等(deng)）與一(yi)般Cr-Ni奧氏(shi)體(ti)不銹鋼相近(jin)，具(ju)有良好(hao)的(de)(de)(de)強(qiang)度和(he)(he)塑、韌性(xing)(xing)的(de)(de)(de)配合(he)。此合(he)金(jin)的(de)(de)(de)高溫力學性(xing)(xing)能（包括(kuo)瞬時、蠕變和(he)(he)持久）則顯(xian)優于鎳含量(liang)低的(de)(de)(de)一(yi)般奧氏(shi)體(ti)不銹鋼，可以允許在(zai)(zai)承受載荷的(de)(de)(de)條件下，在(zai)(zai)600～650℃長(chang)期(qi)使(shi)用。試驗還(huan)表(biao)明(ming)在(zai)(zai)600℃長(chang)期(qi)使(shi)用后，此合(he)金(jin)無脆化(hua)傾向(xiang)。

   1. Inconel 600合(he)金的室溫力學性能

  2. Inconel 600 合金的沖擊性(xing)能（V型夏比試(shi)樣）

 3.  Inconel 600 合金的低(di)溫沖擊(ji)性能(neng)

 4. Inconel 600 合金棒材的(de)室溫沖(chong)擊性(xing)能

 5. Inconel 600 合金(jin)的高溫沖擊性能（夏比(bi)V型試樣(yang)）

三(san)、耐蝕性能

   1. 全面腐蝕(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(zhong)的腐(fu)蝕速率

     b.   Inconel 600 合金在鹽酸(suan)中的腐(fu)蝕速率

   2. 晶(jing)間腐蝕

  試(shi)驗表(biao)明，在較低(di)溫(wen)度(du)(du)(du)下(xia)，碳(tan)在Inconel 600合(he)金(jin)(jin)中固溶(rong)度(du)(du)(du)是很低(di)的(de)(de)，當溫(wen)度(du)(du)(du)低(di)到(dao)(dao)650℃時(shi)(shi)，碳(tan)的(de)(de)固溶(rong)度(du)(du)(du)低(di)于(yu)0.01%。因此(ci)(ci)，Inconel 600合(he)金(jin)(jin)若經(jing)(jing)550～850℃中溫(wen)敏(min)(min)化處(chu)(chu)理(li)(li)，由于(yu)Cr23C6和Cr7C3等碳(tan)化物沿晶(jing)界沉淀，會產(chan)生(sheng)貧鉻(ge)區，從而使Inconel 600合(he)金(jin)(jin)在一(yi)些介質中具有晶(jing)間(jian)(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕傾向。一(yi)般(ban)說來Inconel 600合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)晶(jing)間(jian)(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕傾向要高(gao)于(yu)18-8、18-12-Mo等Cr-Ni不(bu)銹鋼。 20世紀80年代初的(de)(de)研(yan)究表(biao)明，Inconel600合(he)金(jin)(jin)經(jing)(jing)1100℃水(shui)冷固溶(rong)處(chu)(chu)理(li)(li)后，在經(jing)(jing)700℃敏(min)(min)化（時(shi)(shi)效）時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)的(de)(de)增長(chang)，晶(jing)界鉻(ge)濃(nong)度(du)(du)(du)有明顯的(de)(de)不(bu)同：敏(min)(min)化 5小時(shi)(shi),晶(jing)界鉻(ge)濃(nong)度(du)(du)(du)會從原有15%降到(dao)(dao)6%，敏(min)(min)化10h后降低(di)到(dao)(dao)了4%，但隨著敏(min)(min)化時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)的(de)(de)增長(chang)，當達到(dao)(dao)100h時(shi)(shi)，晶(jing)界濃(nong)度(du)(du)(du)則可高(gao)達12%以(yi)上。據此(ci)(ci)提出了鎳鉻(ge)合(he)金(jin)(jin)固溶(rong)處(chu)(chu)理(li)(li)后再經(jing)(jing)700℃的(de)(de)適宜時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)保溫(wen)的(de)(de)時(shi)(shi)效處(chu)(chu)理(li)(li)以(yi)防止晶(jing)間(jian)(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕和晶(jing)間(jian)(jian)(jian)應力腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)熱處(chu)(chu)理(li)(li)工藝(yi)。此(ci)(ci)工藝(yi)早已在Inconel 600 壓(ya)水(shui)堆蒸發器傳熱管生(sheng)產(chan)中采(cai)用(yong)已推廣(guang)用(yong)于(yu)同一(yi)用(yong)途(tu)的(de)(de) Inconel 690 傳熱管的(de)(de)生(sheng)產(chan)，此(ci)(ci)工藝(yi)稱為(wei)脫敏(min)(min)處(chu)(chu)理(li)(li)（desensitization ,TTV).

  3. 應力(li)腐(fu)蝕

  國內外(wai)的(de)(de)(de)大量(liang)實(shi)(shi)驗室實(shi)(shi)驗曾(ceng)已證(zheng)實(shi)(shi)，無論是(shi)在(zai)(zai)(zai)(zai)高(gao)(gao)(gao)濃度氯(lv)化物(wu)中(zhong)，還是(shi)在(zai)(zai)(zai)(zai)含(han)有(you)(you)OH﹣的(de)(de)(de)苛性溶液中(zhong)，無論是(shi)在(zai)(zai)(zai)(zai)含(han)微量(liang)氯(lv)化物(wu)和氧(yang)的(de)(de)(de)熱水以及高(gao)(gao)(gao)溫水中(zhong)，鎳對(dui)提高(gao)(gao)(gao)Ni-Cr-Fe合(he)金(jin)的(de)(de)(de)耐應力(li)腐蝕(shi)性能都是(shi)有(you)(you)效的(de)(de)(de)。因此普遍認為含(han)有(you)(you)很高(gao)(gao)(gao)鎳含(han)量(liang)的(de)(de)(de)Inconel600合(he)金(jin)具有(you)(you)優良的(de)(de)(de)耐應力(li)腐蝕(shi)性能。但在(zai)(zai)(zai)(zai)實(shi)(shi)際使用(yong)中(zhong)，特別(bie)是(shi)在(zai)(zai)(zai)(zai)壓水堆(dui)蒸發器傳熱管工(gong)作(zuo)條件下又發現Inconel600合(he)金(jin)對(dui)應力(li)腐蝕(shi)不僅不免疫，而(er)且還具有(you)(you)相(xiang)當高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)敏感(gan)(gan)性，甚至在(zai)(zai)(zai)(zai)高(gao)(gao)(gao)溫高(gao)(gao)(gao)壓純水中(zhong)也(ye)不例(li)外(wai)。研究指出Inconel600合(he)金(jin)的(de)(de)(de)這些晶間應力(li)腐蝕(shi)的(de)(de)(de)敏感(gan)(gan)性可以通(tong)過進(jin)行時效（脫敏）處理來加以抑制。

  4. 點蝕

 由于Inconel600合金鉻含量(liang)低且不含鉬(mu)，因此(ci)，此(ci)合金不能(neng)用于耐點蝕(shi)和易(yi)引起(qi)點蝕(shi)的環境中。例如Inconel600合金在流動的海(hai)水(shui)(shui)和海(hai)水(shui)(shui)噴淋條件下耐蝕(shi)性良好，但在靜止海(hai)水(shui)(shui)中，此(ci)合金便會由于點蝕(shi)的產生而遭到破壞。

四(si)、焊接性能(neng)

Inconel 600合金焊(han)接(jie)性能良好。它可以采用(yong)常用(yong)的焊(han)接(jie)方法進行(xing)同材和異材焊(han)接(jie)。對于(yu)氣體(ti)保護(hu)金屬弧焊(han)接(jie)，可采用(yong)Inconel 182和132焊(han)條(tiao)。對于(yu)MIG和TIG焊(han)接(jie)，則可用(yong)Inconel 62焊(han)絲。

五、冷(leng)熱(re)加(jia)工及成型性能

 Inconel 600合(he)金正常(chang)的熱(re)(re)加工(gong)(gong)溫度(du)為871～1232℃，大變形量時(shi)，適宜(yi)溫度(du)在1038～1232℃之間(jian)，小變形量適宜(yi)溫度(du)≥871℃。由于(yu)此(ci)合(he)金在650～871℃間(jian)有一熱(re)(re)脆區，故熱(re)(re)加工(gong)(gong)要避開(kai)此(ci)區間(jian)。此(ci)合(he)金冷(leng)(leng)加工(gong)(gong)性能與Cr-Ni奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)鋼相近。但冷(leng)(leng)加工(gong)(gong)硬化速度(du)要比不(bu)銹(xiu)鋼低。由于(yu)Inconel 600合(he)金冷(leng)(leng)、熱(re)(re)加工(gong)(gong)性能均(jun)佳，因此(ci)，合(he)金的冷(leng)(leng)熱(re)(re)成型性也很(hen)好，不(bu)會有任何困難。

六、熱處理

為(wei)了使(shi)合(he)金(jin)中(zhong)碳化物(wu)溶解以(yi)得到(dao)最(zui)佳的固溶效果(guo)，Inconel 600合(he)金(jin)的固溶（退火）溫(wen)度(du)一(yi)般(ban)為(wei)1093～1149℃。此時(shi)，合(he)金(jin)耐(nai)(nai)全面腐(fu)蝕(shi)性能和抗高溫(wen)蠕(ru)變(bian)、耐(nai)(nai)持久性能最(zui)好(hao)。但是，為(wei)了得到(dao)高強度(du)、耐(nai)(nai)疲勞、耐(nai)(nai)腐(fu)蝕(shi)的綜合(he)性能，對于室溫(wen)和較(jiao)低(di)溫(wen)度(du)使(shi)用(yong)的Inconel 600合(he)金(jin)還是以(yi)選中(zhong)具有微細晶粒的熱(re)處(chu)理(li)工(gong)藝(yi)為(wei)好(hao)，一(yi)般(ban)選用(yong)較(jiao)低(di)的熱(re)處(chu)理(li)溫(wen)度(du)。為(wei)了提高此合(he)金(jin)的耐(nai)(nai)高溫(wen)耐(nai)(nai)高壓水的氯化物(wu)以(yi)及苛性應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)性能，目前建議在固溶處(chu)理(li)后再進行700～750℃、15h左右(you)的時(shi)效處(chu)理(li)（即脫敏(min)處(chu)理(li)）。為(wei)了消除(chu)殘余應(ying)力(li)，則以(yi)在870℃左右(you)加(jia)熱(re)為(wei)宜。

七、應用(yong)

  此合金具(ju)有強韌、耐(nai)蝕的(de)(de)綜合性能(neng)，廣(guang)泛用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)化(hua)學(xue)、石(shi)化(hua)等工(gong)業中。例如用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)制(zhi)造(zao)加熱器、換熱器、蒸(zheng)發器、蒸(zheng)餾釜、蒸(zheng)餾塔、脂肪酸(suan)(suan)處(chu)理(li)(li)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)冷凝器、處(chu)理(li)(li)松香(xiang)亭(ting)酸(suan)(suan)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)設(she)備等。由于(yu)(yu)合金在高溫(wen)(wen)下還具(ju)有高強度和良(liang)(liang)好的(de)(de)抗氧化(hua)性，因而還可用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)熱處(chu)理(li)(li)工(gong)業，制(zhi)造(zao)各種結構件。在核動力(li)工(gong)業中，Inconel 600合金具(ju)有良(liang)(liang)好的(de)(de)耐(nai)高溫(wen)(wen)耐(nai)高壓水的(de)(de)腐蝕性能(neng)，因此它也是用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)壓水堆核電廠的(de)(de)重要結構材(cai)料(liao)，當用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)蒸(zheng)發器傳熱管時(shi)，管材(cai)生產不(bu)僅(jin)需(xu)固溶處(chu)理(li)(li)且需(xu)進行中溫(wen)(wen)脫敏處(chu)理(li)(li)且U型(xing)管小R段尚未消除殘余(yu)應力(li)。此合金還可用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)壓水堆核反應堆容器上的(de)(de)封頭和底封頭的(de)(de)穿透件。