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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 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(xue)成分

二(er)、力學性(xing)能

 Inconel 600合金(jin)的(de)室溫(wen)和(he)低溫(wen)力(li)學(xue)性(xing)能（包括(kuo)沖擊、疲勞、硬度(du)等(deng)）與一般Cr-Ni奧氏(shi)(shi)體不銹(xiu)鋼相近，具有良(liang)好的(de)強度(du)和(he)塑、韌性(xing)的(de)配合。此(ci)合金(jin)的(de)高溫(wen)力(li)學(xue)性(xing)能（包括(kuo)瞬時、蠕變(bian)和(he)持久）則顯優于鎳含(han)量低的(de)一般奧氏(shi)(shi)體不銹(xiu)鋼，可以允許在(zai)承受載荷的(de)條件下，在(zai)600～650℃長期(qi)(qi)使(shi)用。試驗還表明(ming)在(zai)600℃長期(qi)(qi)使(shi)用后，此(ci)合金(jin)無(wu)脆化(hua)傾向(xiang)。

   1. Inconel 600合金的室溫力學性能

  2. Inconel 600 合金的沖(chong)擊性能(neng)（V型夏比試(shi)樣）

 3.  Inconel 600 合金的低溫沖(chong)擊性(xing)能

 4. Inconel 600 合金棒材的室溫沖擊(ji)性(xing)能

 5. Inconel 600 合金的高溫(wen)沖擊(ji)性(xing)能（夏比(bi)V型試樣）

三、耐蝕性(xing)能

   1. 全(quan)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 合金在(zai)硫(liu)酸中的腐蝕速率

     b.   Inconel 600 合金在鹽酸中的(de)腐蝕速率

   2. 晶(jing)間腐蝕(shi)

  試驗表(biao)明，在(zai)(zai)(zai)較低(di)溫(wen)度下，碳在(zai)(zai)(zai)Inconel 600合(he)金(jin)(jin)(jin)中(zhong)(zhong)(zhong)固(gu)溶度是(shi)很低(di)的，當溫(wen)度低(di)到(dao)650℃時(shi)(shi)，碳的固(gu)溶度低(di)于(yu)0.01%。因此(ci)，Inconel 600合(he)金(jin)(jin)(jin)若經550～850℃中(zhong)(zhong)(zhong)溫(wen)敏(min)化(hua)(hua)處理，由于(yu)Cr23C6和Cr7C3等碳化(hua)(hua)物沿晶(jing)界沉淀，會(hui)(hui)產(chan)(chan)生貧鉻區，從而使(shi)Inconel 600合(he)金(jin)(jin)(jin)在(zai)(zai)(zai)一些介質中(zhong)(zhong)(zhong)具有(you)晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)(shi)傾(qing)向。一般(ban)說來Inconel 600合(he)金(jin)(jin)(jin)的晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)(shi)傾(qing)向要高于(yu)18-8、18-12-Mo等Cr-Ni不(bu)銹鋼。 20世紀80年代初的研(yan)究表(biao)明，Inconel600合(he)金(jin)(jin)(jin)經1100℃水(shui)冷(leng)固(gu)溶處理后(hou)(hou)，在(zai)(zai)(zai)經700℃敏(min)化(hua)(hua)（時(shi)(shi)效(xiao)）時(shi)(shi)間(jian)的增(zeng)長(chang)(chang)，晶(jing)界鉻濃度有(you)明顯的不(bu)同：敏(min)化(hua)(hua) 5小(xiao)時(shi)(shi),晶(jing)界鉻濃度會(hui)(hui)從原有(you)15%降到(dao)6%，敏(min)化(hua)(hua)10h后(hou)(hou)降低(di)到(dao)了4%，但隨著敏(min)化(hua)(hua)時(shi)(shi)間(jian)的增(zeng)長(chang)(chang)，當達到(dao)100h時(shi)(shi)，晶(jing)界濃度則(ze)可高達12%以(yi)上。據此(ci)提出了鎳鉻合(he)金(jin)(jin)(jin)固(gu)溶處理后(hou)(hou)再經700℃的適宜時(shi)(shi)間(jian)保溫(wen)的時(shi)(shi)效(xiao)處理以(yi)防止(zhi)晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)(shi)和晶(jing)間(jian)應力腐蝕(shi)(shi)的熱處理工(gong)藝(yi)。此(ci)工(gong)藝(yi)早已在(zai)(zai)(zai)Inconel 600 壓水(shui)堆蒸發器傳熱管生產(chan)(chan)中(zhong)(zhong)(zhong)采用(yong)已推廣用(yong)于(yu)同一用(yong)途(tu)的 Inconel 690 傳熱管的生產(chan)(chan)，此(ci)工(gong)藝(yi)稱為脫敏(min)處理（desensitization ,TTV).

  3. 應力(li)腐蝕

  國(guo)內外的大量實(shi)(shi)驗(yan)室實(shi)(shi)驗(yan)曾已證(zheng)實(shi)(shi)，無(wu)論(lun)是在(zai)高(gao)濃度氯化物中，還是在(zai)含(han)(han)有(you)OH﹣的苛性(xing)溶(rong)液中，無(wu)論(lun)是在(zai)含(han)(han)微量氯化物和氧的熱水(shui)(shui)以(yi)及高(gao)溫水(shui)(shui)中，鎳對提高(gao)Ni-Cr-Fe合金的耐(nai)(nai)應(ying)力腐蝕性(xing)能都是有(you)效的。因此普遍(bian)認(ren)為含(han)(han)有(you)很高(gao)鎳含(han)(han)量的Inconel600合金具(ju)有(you)優(you)良的耐(nai)(nai)應(ying)力腐蝕性(xing)能。但(dan)在(zai)實(shi)(shi)際使用中，特別是在(zai)壓(ya)水(shui)(shui)堆蒸發器傳(chuan)熱管工作條件下又發現Inconel600合金對應(ying)力腐蝕不(bu)僅不(bu)免疫，而且還具(ju)有(you)相當高(gao)的敏(min)感性(xing)，甚至在(zai)高(gao)溫高(gao)壓(ya)純水(shui)(shui)中也不(bu)例(li)外。研究指出Inconel600合金的這些晶間應(ying)力腐蝕的敏(min)感性(xing)可以(yi)通(tong)過進行(xing)時效（脫敏）處理來加(jia)以抑制。

  4. 點蝕

 由(you)于Inconel600合(he)金(jin)鉻含量低且不含鉬，因此，此合(he)金(jin)不能用于耐點(dian)蝕(shi)和易(yi)引起(qi)點(dian)蝕(shi)的環境中。例(li)如(ru)Inconel600合(he)金(jin)在流動(dong)的海水和海水噴淋條件下耐蝕(shi)性良好，但在靜止(zhi)海水中，此合(he)金(jin)便會由(you)于點(dian)蝕(shi)的產生而遭到破壞。

四、焊接性能(neng)

Inconel 600合金焊(han)(han)接(jie)性能(neng)良好。它可以采用(yong)常用(yong)的焊(han)(han)接(jie)方法進行同材和(he)異(yi)材焊(han)(han)接(jie)。對于(yu)氣體保護金屬(shu)弧焊(han)(han)接(jie)，可采用(yong)Inconel 182和(he)132焊(han)(han)條。對于(yu)MIG和(he)TIG焊(han)(han)接(jie)，則(ze)可用(yong)Inconel 62焊(han)(han)絲。

五、冷熱加工及(ji)成型(xing)性能(neng)

 Inconel 600合(he)(he)(he)金(jin)正常的(de)熱加(jia)(jia)工溫(wen)(wen)度為871～1232℃，大變(bian)形量時，適宜(yi)溫(wen)(wen)度在1038～1232℃之間，小變(bian)形量適宜(yi)溫(wen)(wen)度≥871℃。由(you)于此(ci)(ci)合(he)(he)(he)金(jin)在650～871℃間有一熱脆區(qu)(qu)，故熱加(jia)(jia)工要避開此(ci)(ci)區(qu)(qu)間。此(ci)(ci)合(he)(he)(he)金(jin)冷(leng)(leng)加(jia)(jia)工性能與Cr-Ni奧氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)相(xiang)近。但(dan)冷(leng)(leng)加(jia)(jia)工硬化速度要比不銹鋼(gang)低。由(you)于Inconel 600合(he)(he)(he)金(jin)冷(leng)(leng)、熱加(jia)(jia)工性能均(jun)佳，因此(ci)(ci)，合(he)(he)(he)金(jin)的(de)冷(leng)(leng)熱成(cheng)型性也很(hen)好，不會(hui)有任何困難。

六、熱處理

為(wei)(wei)(wei)(wei)了(le)使合(he)(he)(he)金中碳(tan)化物溶(rong)解以(yi)(yi)得(de)到最(zui)佳(jia)的(de)固溶(rong)效果，Inconel 600合(he)(he)(he)金的(de)固溶(rong)（退火）溫(wen)度一般為(wei)(wei)(wei)(wei)1093～1149℃。此時(shi)，合(he)(he)(he)金耐全(quan)面腐(fu)(fu)蝕性能和抗(kang)高(gao)溫(wen)蠕變、耐持久性能最(zui)好。但是(shi)，為(wei)(wei)(wei)(wei)了(le)得(de)到高(gao)強度、耐疲勞、耐腐(fu)(fu)蝕的(de)綜合(he)(he)(he)性能，對于室溫(wen)和較低(di)溫(wen)度使用(yong)的(de)Inconel 600合(he)(he)(he)金還是(shi)以(yi)(yi)選中具有微細晶粒的(de)熱(re)處(chu)理工(gong)藝為(wei)(wei)(wei)(wei)好，一般選用(yong)較低(di)的(de)熱(re)處(chu)理溫(wen)度。為(wei)(wei)(wei)(wei)了(le)提高(gao)此合(he)(he)(he)金的(de)耐高(gao)溫(wen)耐高(gao)壓水的(de)氯化物以(yi)(yi)及(ji)苛性應(ying)力腐(fu)(fu)蝕性能，目(mu)前建議(yi)在固溶(rong)處(chu)理后再進行700～750℃、15h左(zuo)右的(de)時(shi)效處(chu)理（即脫敏處(chu)理）。為(wei)(wei)(wei)(wei)了(le)消除殘(can)余應(ying)力，則以(yi)(yi)在870℃左(zuo)右加熱(re)為(wei)(wei)(wei)(wei)宜。

七、應用

  此(ci)(ci)合(he)金(jin)(jin)具有強韌、耐蝕的綜合(he)性能，廣(guang)泛(fan)用(yong)(yong)于(yu)(yu)化學、石化等(deng)工(gong)業中(zhong)。例如用(yong)(yong)于(yu)(yu)制(zhi)造加熱器(qi)(qi)(qi)、換熱器(qi)(qi)(qi)、蒸(zheng)發器(qi)(qi)(qi)、蒸(zheng)餾釜(fu)、蒸(zheng)餾塔(ta)、脂肪酸(suan)處(chu)理用(yong)(yong)冷凝器(qi)(qi)(qi)、處(chu)理松香亭(ting)酸(suan)用(yong)(yong)設備等(deng)。由于(yu)(yu)合(he)金(jin)(jin)在高(gao)溫下還具有高(gao)強度和良好的抗(kang)氧化性，因而還可(ke)用(yong)(yong)于(yu)(yu)熱處(chu)理工(gong)業，制(zhi)造各(ge)種結構件(jian)。在核(he)動(dong)力工(gong)業中(zhong)，Inconel 600合(he)金(jin)(jin)具有良好的耐高(gao)溫耐高(gao)壓水(shui)的腐蝕性能，因此(ci)(ci)它也是(shi)用(yong)(yong)于(yu)(yu)壓水(shui)堆(dui)核(he)電廠的重要結構材(cai)料，當用(yong)(yong)于(yu)(yu)蒸(zheng)發器(qi)(qi)(qi)傳熱管時(shi)，管材(cai)生產不僅(jin)需固溶處(chu)理且(qie)需進行中(zhong)溫脫敏處(chu)理且(qie)U型管小(xiao)R段尚未消(xiao)除殘余應(ying)力。此(ci)(ci)合(he)金(jin)(jin)還可(ke)用(yong)(yong)于(yu)(yu)壓水(shui)堆(dui)核(he)反應(ying)堆(dui)容器(qi)(qi)(qi)上(shang)的封(feng)頭和底(di)封(feng)頭的穿透件(jian)。