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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(yi)、化(hua)學成分

二(er)、力學性能

 Inconel 600合金(jin)的(de)(de)室溫和低溫力學(xue)(xue)性能（包括沖擊(ji)、疲勞(lao)、硬度等）與一般Cr-Ni奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)相(xiang)近，具有良好的(de)(de)強度和塑、韌性的(de)(de)配合。此合金(jin)的(de)(de)高溫力學(xue)(xue)性能（包括瞬時、蠕(ru)變和持久(jiu)）則顯優于鎳含量低的(de)(de)一般奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)，可以允許在(zai)(zai)承受載荷的(de)(de)條(tiao)件下(xia)，在(zai)(zai)600～650℃長期(qi)使用。試驗(yan)還(huan)表明在(zai)(zai)600℃長期(qi)使用后，此合金(jin)無脆化傾向(xiang)。

   1. Inconel 600合金(jin)的(de)室溫力學性能

  2. Inconel 600 合金的沖擊(ji)性能(neng)（V型(xing)夏比(bi)試樣）

 3.  Inconel 600 合金的低溫(wen)沖擊性能

 4. Inconel 600 合(he)金棒(bang)材的室溫沖擊性能(neng)

 5. Inconel 600 合(he)金(jin)的高溫沖(chong)擊性能（夏比V型試樣(yang)）

三、耐(nai)蝕性能(neng)

   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 合金在硫酸中的(de)腐蝕速率

     b.   Inconel 600 合金在(zai)鹽酸(suan)中的(de)腐蝕速率

   2. 晶間腐蝕

  試驗表(biao)明，在(zai)較低溫度(du)下(xia)，碳在(zai)Inconel 600合(he)(he)(he)金中固溶(rong)度(du)是很低的(de)(de)(de)(de)(de)，當溫度(du)低到(dao)(dao)650℃時(shi)，碳的(de)(de)(de)(de)(de)固溶(rong)度(du)低于0.01%。因(yin)此，Inconel 600合(he)(he)(he)金若經550～850℃中溫敏(min)化(hua)(hua)(hua)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)，由于Cr23C6和(he)Cr7C3等碳化(hua)(hua)(hua)物沿晶(jing)(jing)(jing)界沉淀，會(hui)產(chan)生貧鉻(ge)(ge)區，從(cong)而使Inconel 600合(he)(he)(he)金在(zai)一(yi)些介(jie)質中具有(you)晶(jing)(jing)(jing)間(jian)腐(fu)蝕傾(qing)向。一(yi)般說來Inconel 600合(he)(he)(he)金的(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)間(jian)腐(fu)蝕傾(qing)向要高于18-8、18-12-Mo等Cr-Ni不銹鋼。 20世紀80年代初的(de)(de)(de)(de)(de)研究(jiu)表(biao)明，Inconel600合(he)(he)(he)金經1100℃水冷固溶(rong)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)后(hou)，在(zai)經700℃敏(min)化(hua)(hua)(hua)（時(shi)效）時(shi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)長(chang)，晶(jing)(jing)(jing)界鉻(ge)(ge)濃(nong)度(du)有(you)明顯的(de)(de)(de)(de)(de)不同：敏(min)化(hua)(hua)(hua) 5小時(shi),晶(jing)(jing)(jing)界鉻(ge)(ge)濃(nong)度(du)會(hui)從(cong)原有(you)15%降(jiang)到(dao)(dao)6%，敏(min)化(hua)(hua)(hua)10h后(hou)降(jiang)低到(dao)(dao)了4%，但隨著(zhu)敏(min)化(hua)(hua)(hua)時(shi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)長(chang)，當達到(dao)(dao)100h時(shi)，晶(jing)(jing)(jing)界濃(nong)度(du)則可高達12%以上。據(ju)此提(ti)出了鎳鉻(ge)(ge)合(he)(he)(he)金固溶(rong)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)后(hou)再經700℃的(de)(de)(de)(de)(de)適宜時(shi)間(jian)保溫的(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)效處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)以防止晶(jing)(jing)(jing)間(jian)腐(fu)蝕和(he)晶(jing)(jing)(jing)間(jian)應力腐(fu)蝕的(de)(de)(de)(de)(de)熱處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)工藝(yi)(yi)。此工藝(yi)(yi)早已在(zai)Inconel 600 壓水堆蒸發器傳(chuan)熱管(guan)生產(chan)中采用已推廣用于同一(yi)用途的(de)(de)(de)(de)(de) Inconel 690 傳(chuan)熱管(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)生產(chan)，此工藝(yi)(yi)稱為脫敏(min)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)（desensitization ,TTV).

  3. 應力腐蝕(shi)

  國內外的大量實(shi)驗(yan)室(shi)實(shi)驗(yan)曾已證實(shi)，無論(lun)是(shi)在(zai)(zai)高濃度氯(lv)(lv)化(hua)物(wu)中，還是(shi)在(zai)(zai)含有(you)(you)OH﹣的苛性(xing)(xing)溶液中，無論(lun)是(shi)在(zai)(zai)含微量氯(lv)(lv)化(hua)物(wu)和(he)氧(yang)的熱水(shui)以及高溫水(shui)中，鎳對提(ti)高Ni-Cr-Fe合金(jin)的耐應力腐蝕性(xing)(xing)能都是(shi)有(you)(you)效(xiao)的。因此(ci)普遍認為含有(you)(you)很高鎳含量的Inconel600合金(jin)具有(you)(you)優(you)良的耐應力腐蝕性(xing)(xing)能。但在(zai)(zai)實(shi)際使用中，特別是(shi)在(zai)(zai)壓水(shui)堆(dui)蒸發(fa)器傳(chuan)熱管工作條件下又(you)發(fa)現Inconel600合金(jin)對應力腐蝕不(bu)僅不(bu)免疫(yi)，而且還具有(you)(you)相(xiang)當高的敏感性(xing)(xing)，甚至在(zai)(zai)高溫高壓純水(shui)中也不(bu)例外。研究指出Inconel600合金(jin)的這些晶(jing)間(jian)應力腐蝕的敏感性(xing)(xing)可以通過進行時效(xiao)（脫敏）處理來加(jia)以(yi)抑制。

  4. 點蝕

 由于Inconel600合(he)(he)金鉻(ge)含(han)量低(di)且不(bu)含(han)鉬，因此(ci)(ci)，此(ci)(ci)合(he)(he)金不(bu)能用于耐(nai)點(dian)(dian)蝕(shi)和易引(yin)起點(dian)(dian)蝕(shi)的環境中。例如Inconel600合(he)(he)金在(zai)流動的海(hai)水(shui)和海(hai)水(shui)噴淋(lin)條(tiao)件下耐(nai)蝕(shi)性良好，但在(zai)靜止海(hai)水(shui)中，此(ci)(ci)合(he)(he)金便會由于點(dian)(dian)蝕(shi)的產生而(er)遭到破壞。

四、焊接(jie)性能(neng)

Inconel 600合金焊接(jie)性能(neng)良好(hao)。它可以采用(yong)(yong)常(chang)用(yong)(yong)的(de)焊接(jie)方法進行同(tong)材(cai)和(he)異材(cai)焊接(jie)。對于(yu)氣(qi)體(ti)保護金屬(shu)弧焊接(jie)，可采用(yong)(yong)Inconel 182和(he)132焊條。對于(yu)MIG和(he)TIG焊接(jie)，則可用(yong)(yong)Inconel 62焊絲(si)。

五、冷熱加工(gong)及成型性能

 Inconel 600合(he)金(jin)(jin)正常的熱(re)加(jia)工(gong)(gong)溫度(du)為871～1232℃，大變(bian)形(xing)量(liang)時，適(shi)宜溫度(du)在1038～1232℃之間(jian)，小變(bian)形(xing)量(liang)適(shi)宜溫度(du)≥871℃。由于此(ci)合(he)金(jin)(jin)在650～871℃間(jian)有一熱(re)脆區，故熱(re)加(jia)工(gong)(gong)要(yao)(yao)避開(kai)此(ci)區間(jian)。此(ci)合(he)金(jin)(jin)冷加(jia)工(gong)(gong)性(xing)(xing)能與Cr-Ni奧氏(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼相(xiang)近。但冷加(jia)工(gong)(gong)硬(ying)化速度(du)要(yao)(yao)比不(bu)(bu)銹(xiu)鋼低。由于Inconel 600合(he)金(jin)(jin)冷、熱(re)加(jia)工(gong)(gong)性(xing)(xing)能均(jun)佳(jia)，因此(ci)，合(he)金(jin)(jin)的冷熱(re)成型性(xing)(xing)也很好，不(bu)(bu)會有任何困難。

六、熱(re)處理

為(wei)(wei)(wei)(wei)了使(shi)合(he)(he)金中碳化物溶(rong)(rong)解以得到(dao)最佳(jia)的(de)固(gu)溶(rong)(rong)效(xiao)果，Inconel 600合(he)(he)金的(de)固(gu)溶(rong)(rong)（退火）溫(wen)(wen)度(du)一般為(wei)(wei)(wei)(wei)1093～1149℃。此(ci)時(shi)，合(he)(he)金耐(nai)(nai)全面(mian)腐蝕(shi)性能和抗高(gao)(gao)溫(wen)(wen)蠕變、耐(nai)(nai)持久性能最好(hao)(hao)。但(dan)是(shi)，為(wei)(wei)(wei)(wei)了得到(dao)高(gao)(gao)強度(du)、耐(nai)(nai)疲勞、耐(nai)(nai)腐蝕(shi)的(de)綜合(he)(he)性能，對于室溫(wen)(wen)和較(jiao)低(di)(di)溫(wen)(wen)度(du)使(shi)用的(de)Inconel 600合(he)(he)金還是(shi)以選中具有微(wei)細晶粒的(de)熱(re)處理(li)(li)(li)工(gong)藝為(wei)(wei)(wei)(wei)好(hao)(hao)，一般選用較(jiao)低(di)(di)的(de)熱(re)處理(li)(li)(li)溫(wen)(wen)度(du)。為(wei)(wei)(wei)(wei)了提高(gao)(gao)此(ci)合(he)(he)金的(de)耐(nai)(nai)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)耐(nai)(nai)高(gao)(gao)壓水(shui)的(de)氯(lv)化物以及苛性應(ying)力腐蝕(shi)性能，目前建議在固(gu)溶(rong)(rong)處理(li)(li)(li)后再進行700～750℃、15h左(zuo)右的(de)時(shi)效(xiao)處理(li)(li)(li)（即脫(tuo)敏處理(li)(li)(li)）。為(wei)(wei)(wei)(wei)了消除殘(can)余(yu)應(ying)力，則以在870℃左(zuo)右加(jia)熱(re)為(wei)(wei)(wei)(wei)宜。

七、應用

  此(ci)合(he)金(jin)(jin)具(ju)(ju)有強(qiang)韌、耐(nai)蝕的(de)(de)綜合(he)性能，廣泛用于(yu)(yu)化(hua)學、石化(hua)等工業中(zhong)。例如(ru)用于(yu)(yu)制(zhi)(zhi)造(zao)加熱(re)器(qi)(qi)、換熱(re)器(qi)(qi)、蒸發(fa)器(qi)(qi)、蒸餾釜(fu)、蒸餾塔、脂肪酸處理(li)(li)用冷凝(ning)器(qi)(qi)、處理(li)(li)松香亭酸用設備等。由于(yu)(yu)合(he)金(jin)(jin)在(zai)高(gao)溫(wen)下還具(ju)(ju)有高(gao)強(qiang)度和(he)(he)良(liang)好(hao)的(de)(de)抗氧化(hua)性，因(yin)而還可(ke)用于(yu)(yu)熱(re)處理(li)(li)工業，制(zhi)(zhi)造(zao)各種結(jie)(jie)構件。在(zai)核(he)動力工業中(zhong)，Inconel 600合(he)金(jin)(jin)具(ju)(ju)有良(liang)好(hao)的(de)(de)耐(nai)高(gao)溫(wen)耐(nai)高(gao)壓水的(de)(de)腐蝕性能，因(yin)此(ci)它(ta)也是用于(yu)(yu)壓水堆(dui)核(he)電廠(chang)的(de)(de)重要結(jie)(jie)構材料(liao)，當用于(yu)(yu)蒸發(fa)器(qi)(qi)傳熱(re)管時，管材生(sheng)產不僅需固溶處理(li)(li)且需進行中(zhong)溫(wen)脫敏處理(li)(li)且U型管小(xiao)R段(duan)尚未消除(chu)殘(can)余應(ying)力。此(ci)合(he)金(jin)(jin)還可(ke)用于(yu)(yu)壓水堆(dui)核(he)反(fan)應(ying)堆(dui)容(rong)器(qi)(qi)上的(de)(de)封頭和(he)(he)底封頭的(de)(de)穿透件。