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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(jin) 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(hua)學成(cheng)分

二、力學性能

 Inconel 600合金的(de)(de)(de)室溫(wen)(wen)和低(di)溫(wen)(wen)力學性能（包括沖(chong)擊(ji)、疲勞(lao)、硬度等(deng)）與一般Cr-Ni奧(ao)氏(shi)(shi)體不銹(xiu)鋼相近，具有良好的(de)(de)(de)強(qiang)度和塑(su)、韌性的(de)(de)(de)配合。此合金的(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)力學性能（包括瞬時(shi)、蠕(ru)變和持久）則顯(xian)優于鎳含量低(di)的(de)(de)(de)一般奧(ao)氏(shi)(shi)體不銹(xiu)鋼，可以(yi)允許在承(cheng)受載(zai)荷的(de)(de)(de)條件下，在600～650℃長期(qi)使(shi)用。試驗(yan)還表明在600℃長期(qi)使(shi)用后，此合金無脆化傾向。

   1. Inconel 600合金的室溫力學性能

  2. Inconel 600 合金的(de)沖擊性能（V型夏比試樣）

 3.  Inconel 600 合金的低溫沖擊(ji)性能

 4. Inconel 600 合金棒材的室溫沖擊性能

 5. Inconel 600 合金的高(gao)溫沖擊性能（夏比V型試樣）

三、耐蝕(shi)性能

   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(jin)在硫酸中的腐蝕速(su)率

     b.   Inconel 600 合金在鹽酸(suan)中(zhong)的(de)腐蝕速率

   2. 晶(jing)間腐蝕

  試驗表(biao)明，在較低(di)(di)(di)溫(wen)度(du)下，碳在Inconel 600合(he)金中(zhong)固(gu)(gu)溶度(du)是很低(di)(di)(di)的，當(dang)溫(wen)度(du)低(di)(di)(di)到(dao)650℃時，碳的固(gu)(gu)溶度(du)低(di)(di)(di)于(yu)0.01%。因此，Inconel 600合(he)金若經550～850℃中(zhong)溫(wen)敏(min)化(hua)處理(li)(li)，由于(yu)Cr23C6和Cr7C3等碳化(hua)物沿晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)沉淀，會產生貧鉻(ge)區，從而使Inconel 600合(he)金在一(yi)(yi)些介質中(zhong)具有(you)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)間(jian)腐(fu)蝕傾向(xiang)。一(yi)(yi)般說來Inconel 600合(he)金的晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)間(jian)腐(fu)蝕傾向(xiang)要高于(yu)18-8、18-12-Mo等Cr-Ni不銹鋼。 20世紀(ji)80年(nian)代初的研究表(biao)明，Inconel600合(he)金經1100℃水(shui)冷固(gu)(gu)溶處理(li)(li)后，在經700℃敏(min)化(hua)（時效(xiao)）時間(jian)的增長，晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)鉻(ge)濃(nong)(nong)(nong)度(du)有(you)明顯(xian)的不同：敏(min)化(hua) 5小(xiao)時,晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)鉻(ge)濃(nong)(nong)(nong)度(du)會從原有(you)15%降到(dao)6%，敏(min)化(hua)10h后降低(di)(di)(di)到(dao)了(le)(le)4%，但隨著敏(min)化(hua)時間(jian)的增長，當(dang)達(da)到(dao)100h時，晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)濃(nong)(nong)(nong)度(du)則可高達(da)12%以上。據(ju)此提出了(le)(le)鎳鉻(ge)合(he)金固(gu)(gu)溶處理(li)(li)后再(zai)經700℃的適宜時間(jian)保溫(wen)的時效(xiao)處理(li)(li)以防止晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)間(jian)腐(fu)蝕和晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)間(jian)應力腐(fu)蝕的熱處理(li)(li)工(gong)藝。此工(gong)藝早已在Inconel 600 壓水(shui)堆(dui)蒸發器(qi)傳(chuan)熱管(guan)生產中(zhong)采用(yong)已推廣用(yong)于(yu)同一(yi)(yi)用(yong)途的 Inconel 690 傳(chuan)熱管(guan)的生產，此工(gong)藝稱(cheng)為脫敏(min)處理(li)(li)（desensitization ,TTV).

  3. 應力腐蝕

  國內外的(de)(de)(de)大量實(shi)驗(yan)室實(shi)驗(yan)曾已證實(shi)，無(wu)論是(shi)(shi)在(zai)高(gao)濃度氯(lv)(lv)化物中(zhong)(zhong)(zhong)，還是(shi)(shi)在(zai)含(han)有OH﹣的(de)(de)(de)苛性(xing)(xing)(xing)溶液(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)，無(wu)論是(shi)(shi)在(zai)含(han)微(wei)量氯(lv)(lv)化物和氧(yang)的(de)(de)(de)熱水以及高(gao)溫水中(zhong)(zhong)(zhong)，鎳對提高(gao)Ni-Cr-Fe合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)耐(nai)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐蝕性(xing)(xing)(xing)能都是(shi)(shi)有效的(de)(de)(de)。因此普(pu)遍(bian)認為(wei)含(han)有很高(gao)鎳含(han)量的(de)(de)(de)Inconel600合(he)(he)金(jin)(jin)具有優(you)良(liang)的(de)(de)(de)耐(nai)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐蝕性(xing)(xing)(xing)能。但在(zai)實(shi)際使用中(zhong)(zhong)(zhong)，特別是(shi)(shi)在(zai)壓水堆蒸發器傳熱管工作條件下又發現Inconel600合(he)(he)金(jin)(jin)對應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐蝕不(bu)僅不(bu)免疫，而且還具有相當高(gao)的(de)(de)(de)敏(min)感(gan)性(xing)(xing)(xing)，甚至(zhi)在(zai)高(gao)溫高(gao)壓純(chun)水中(zhong)(zhong)(zhong)也不(bu)例外。研究(jiu)指出Inconel600合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)這些晶(jing)間應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐蝕的(de)(de)(de)敏(min)感(gan)性(xing)(xing)(xing)可以通(tong)過進(jin)行(xing)時效（脫敏(min)）處理來(lai)加(jia)以抑(yi)制。

  4. 點蝕

 由于(yu)Inconel600合金(jin)鉻(ge)含量低且不含鉬，因此，此合金(jin)不能用于(yu)耐(nai)點(dian)蝕(shi)(shi)和易引起(qi)點(dian)蝕(shi)(shi)的環(huan)境(jing)中(zhong)。例(li)如(ru)Inconel600合金(jin)在流動的海水和海水噴淋條(tiao)件下耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)良好，但在靜(jing)止海水中(zhong)，此合金(jin)便(bian)會由于(yu)點(dian)蝕(shi)(shi)的產生(sheng)而遭到破壞。

四、焊接性能

Inconel 600合金焊(han)接(jie)性(xing)能良好。它可以采用(yong)常用(yong)的焊(han)接(jie)方(fang)法進行(xing)同材和(he)異材焊(han)接(jie)。對(dui)(dui)于氣體保(bao)護金屬弧(hu)焊(han)接(jie)，可采用(yong)Inconel 182和(he)132焊(han)條。對(dui)(dui)于MIG和(he)TIG焊(han)接(jie)，則可用(yong)Inconel 62焊(han)絲。

五、冷熱加工及成型性能(neng)

 Inconel 600合(he)(he)金正常(chang)的熱加工(gong)溫(wen)(wen)度為871～1232℃，大變形量時，適(shi)宜(yi)溫(wen)(wen)度在(zai)1038～1232℃之間，小(xiao)變形量適(shi)宜(yi)溫(wen)(wen)度≥871℃。由于(yu)此(ci)(ci)合(he)(he)金在(zai)650～871℃間有(you)一熱脆(cui)區，故熱加工(gong)要避(bi)開此(ci)(ci)區間。此(ci)(ci)合(he)(he)金冷(leng)加工(gong)性(xing)能與(yu)Cr-Ni奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼相近。但冷(leng)加工(gong)硬化(hua)速(su)度要比(bi)不(bu)銹(xiu)鋼低。由于(yu)Inconel 600合(he)(he)金冷(leng)、熱加工(gong)性(xing)能均(jun)佳，因此(ci)(ci)，合(he)(he)金的冷(leng)熱成型性(xing)也(ye)很好，不(bu)會有(you)任何困難。

六(liu)、熱處(chu)理(li)

為(wei)了(le)(le)使合金中碳化(hua)物溶(rong)(rong)解以(yi)(yi)得(de)到最佳(jia)的(de)(de)固(gu)溶(rong)(rong)效(xiao)果，Inconel 600合金的(de)(de)固(gu)溶(rong)(rong)（退火）溫(wen)(wen)(wen)度一(yi)般為(wei)1093～1149℃。此時，合金耐(nai)全面(mian)腐蝕(shi)(shi)(shi)性能(neng)和抗(kang)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)蠕變、耐(nai)持久性能(neng)最好。但是，為(wei)了(le)(le)得(de)到高(gao)(gao)強度、耐(nai)疲勞(lao)、耐(nai)腐蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)綜合性能(neng)，對(dui)于室溫(wen)(wen)(wen)和較低溫(wen)(wen)(wen)度使用(yong)(yong)的(de)(de)Inconel 600合金還(huan)是以(yi)(yi)選中具有微(wei)細晶粒的(de)(de)熱(re)處理(li)(li)工藝為(wei)好，一(yi)般選用(yong)(yong)較低的(de)(de)熱(re)處理(li)(li)溫(wen)(wen)(wen)度。為(wei)了(le)(le)提(ti)高(gao)(gao)此合金的(de)(de)耐(nai)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)耐(nai)高(gao)(gao)壓水(shui)的(de)(de)氯化(hua)物以(yi)(yi)及苛性應(ying)力腐蝕(shi)(shi)(shi)性能(neng)，目前(qian)建議(yi)在固(gu)溶(rong)(rong)處理(li)(li)后再進行700～750℃、15h左右的(de)(de)時效(xiao)處理(li)(li)（即脫敏處理(li)(li)）。為(wei)了(le)(le)消除(chu)殘(can)余應(ying)力，則以(yi)(yi)在870℃左右加熱(re)為(wei)宜。

七、應用

  此(ci)合(he)(he)金具(ju)有(you)強韌、耐(nai)蝕的(de)綜合(he)(he)性(xing)能，廣(guang)泛用(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)化(hua)(hua)學(xue)、石(shi)化(hua)(hua)等工業(ye)中。例(li)如用(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)制造加熱(re)器(qi)(qi)、換熱(re)器(qi)(qi)、蒸發器(qi)(qi)、蒸餾(liu)釜、蒸餾(liu)塔、脂肪酸處(chu)理(li)用(yong)(yong)冷凝器(qi)(qi)、處(chu)理(li)松香亭酸用(yong)(yong)設備等。由于(yu)(yu)(yu)合(he)(he)金在高(gao)溫(wen)下還具(ju)有(you)高(gao)強度和(he)良好(hao)的(de)抗氧化(hua)(hua)性(xing)，因而還可用(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)熱(re)處(chu)理(li)工業(ye)，制造各種結構(gou)件。在核動(dong)力(li)工業(ye)中，Inconel 600合(he)(he)金具(ju)有(you)良好(hao)的(de)耐(nai)高(gao)溫(wen)耐(nai)高(gao)壓(ya)水的(de)腐蝕性(xing)能，因此(ci)它也(ye)是(shi)用(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)壓(ya)水堆核電廠(chang)的(de)重(zhong)要結構(gou)材料(liao)，當用(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)蒸發器(qi)(qi)傳熱(re)管(guan)時，管(guan)材生(sheng)產不僅需(xu)固(gu)溶處(chu)理(li)且(qie)(qie)需(xu)進行中溫(wen)脫敏處(chu)理(li)且(qie)(qie)U型管(guan)小R段尚未消除殘余應力(li)。此(ci)合(he)(he)金還可用(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)壓(ya)水堆核反應堆容器(qi)(qi)上的(de)封頭(tou)(tou)和(he)底封頭(tou)(tou)的(de)穿透(tou)件。