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NS 313 (Inconel 601)

(0Cr23Ni60Fe14Al)、 NS 313、Inconel 601合金系一種既耐蝕，又抗高(gao)溫(wen)氧化，且具有(you)較好熱強性的鎳基合金。

一、化學成分和組織特點

  0Cr23Ni60Fe14Al合金的化學成分見表(biao)3-3-1。從表(biao)中(zhong)(zhong)可知，合金中(zhong)(zhong)鉻(ge)含(han)量(liang)較(jiao)(jiao)高，因(yin)而(er)在氧(yang)化性(xing)(xing)酸介質中(zhong)(zhong)耐(nai)蝕性(xing)(xing)較(jiao)(jiao)好；合金在含(han)較(jiao)(jiao)高鉻(ge)量(liang)的同時(shi)，還含(han)有(you)鋁，因(yin)而(er)，此合金的抗氧(yang)化性(xing)(xing)、抗硫化性(xing)(xing)能也較(jiao)(jiao)佳。此合金固溶(rong)態具有(you)穩定的奧氏體組織，同時(shi)在基體上還有(you)彌(mi)散的少量(liang)碳化物(wu)和氮化物(wu)。此合金中(zhong)(zhong)完全不存在脆(cui)性(xing)(xing)金屬間相，例如(ru)σ相。

二、耐腐蝕性能

  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(yang)化性

  圖(tu)(tu) 3-3-30、圖(tu)(tu) 3-3-31 和 圖(tu)(tu) 3-3-33 系  0Cr23Ni60Fe14Al合(he)金(jin)(jin)與 0Cr15Ni75Fe（Inconel 600)、0Cr20Ni32Fe (Inconel 800)兩種合(he)金(jin)(jin)高溫抗(kang)(kang)氧(yang)化性能的(de)比較結(jie)果(guo)，由圖(tu)(tu)可以看(kan)出，即使加熱到1260℃，0Cr23Ni60Fe14Al合(he)金(jin)(jin)仍具(ju)有良好(hao)(hao)的(de)抗(kang)(kang)氧(yang)化性。這主要是此合(he)金(jin)(jin)表面(mian)在(zai)(zai)高溫下能夠形成非常致(zhi)密且黏附性好(hao)(hao)的(de)氧(yang)化膜。圖(tu)(tu)3-3-32系國(guo)內(nei)在(zai)(zai)1150℃對(dui) 0Cr23Ni60Fe14Al所進行(xing)的(de)抗(kang)(kang)氧(yang)化性試驗結(jie)果(guo)。顯然此合(he)金(jin)(jin)的(de)抗(kang)(kang)氧(yang)化性能與其他鎳基高鉻耐(nai)蝕合(he)金(jin)(jin)相(xiang)比處于同(tong)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(nai)全面腐蝕性能(neng)

  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.  耐應力腐蝕性能(neng)

 0Cr23Ni60Fe14Al合金中的高鎳含量，故其耐(nai)氯化(hua)物、氫氧化(hua)物的應力腐(fu)蝕性能也(ye)很好。表(biao) 3-3-15 是一些試驗結果。

三、力學性能

 表3-3-16系0Cr23Ni60Fe14Al合(he)金(jin)在熱加(jia)工和(he)固(gu)溶(rong)狀態下，一些冶(ye)金(jin)產品（板、棒、管、絲等）的室(shi)溫力學(xue)性能(neng)。

  圖(tu)3-3-36和圖(tu)3-3-37經不(bu)同(tong)溫(wen)度固溶處(chu)理的(de)0Cr23Ni60Fe14Al合金棒(bang)材(cai)的(de)高溫(wen)力學(xue)性能，試驗用棒(bang)材(cai)尺寸為Φ16mm。

  表3-3-17和(he)表3-3-18系0Cr23Ni60Fe14Al合(he)金的沖擊(ji)韌性。由表可知，即(ji)使經(jing)過中溫（540~870℃)長期時效(xiao)，此(ci)合(he)金仍無脆化傾(qing)向(xiang)。

  圖(tu)(tu)3-3-38和圖(tu)(tu)3-3-39分(fen)別(bie)為此合(he)金的(de)旋轉(zhuan)、懸臂梁(liang)疲勞(lao)試驗結果。圖(tu)(tu)3-3-40 和圖(tu)(tu)3-3-41分(fen)別(bie)為0Cr23Ni60Fe14Al合(he)金的(de)高(gao)溫蠕變和高(gao)溫持久性能(neng)。從(cong)圖(tu)(tu)3-3-41可(ke)知(zhi)，980℃固(gu)溶較1150℃固(gu)溶處(chu)理具有更高(gao)的(de)持久強度(du)。

四、物理性能

  物理(li)性能(neng)見(jian)表 3-3-19

五(wu)、焊接(jie)性能(neng)

  0Cr23Ni60Fe14A1合金具(ju)有良(liang)好(hao)的可焊性。表3-3-20系根據(ju)使用(yong)環境所推薦的焊接(jie)條件(jian)、焊接(jie)方法和焊條、焊絲選擇。

六、冷(leng)熱(re)加(jia)工及成型性(xing)能

  0Cr23Ni60Fe14Al合(he)金具有良好的(de)冷、熱(re)加工性(xing)能。適宜(yi)的(de)熱(re)加工變(bian)形溫(wen)度為870~1230℃。當大變(bian)形量加工時(shi)，要(yao)在1040~1230℃間進(jin)行。由于此(ci)(ci)合(he)金在650~871℃間有一低塑性(xing)區，因此(ci)(ci)，熱(re)加工變(bian)形不能在此(ci)(ci)溫(wen)度范圍內(nei)進(jin)行。熱(re)加工后的(de)冷卻速度一般沒有限制，但為了防(fang)止敏化(hua)，冷卻過(guo)程中通過(guo)540~760℃時(shi)要(yao)盡量快。圖3-3-42系0Cr23Ni60Fe14Al合(he)金加工硬化(hua)性(xing)能，顯(xian)然，0Cr23Ni60Fe14Al 合(he)金的(de)此(ci)(ci)種性(xing)能與前(qian)述0Cr15Ni75Fe極相(xiang)近。

七、熱處理

  0Cr23Ni60Fe14Al合金的熱(re)處理工(gong)藝為1100~1150℃左右加(jia)熱(re)后(hou)急(ji)冷。在某些條件下亦可在980℃左右加(jia)熱(re)后(hou)空冷。

八、應用

  由(you)于 0Cr23Ni60Fe14Al 合金(jin)(jin)具(ju)有(you)良好(hao)的抗氧化性和耐腐(fu)蝕性，因而(er)主(zhu)要(yao)用(yong)于加熱(re)設備(bei)(bei)、化學工業、環境污染(ran)控制、蘭、航天以(yi)及動力工業中(zhong)。例如，制造退火、滲(shen)碳(tan)、氮化等(deng)熱(re)處理設備(bei)(bei)、部件(jian)；備(bei)(bei)種工業爐用(yong)輻射(she)管、套筒(tong)、火焰屏蔽(bi)、燃氣噴嘴(zui)、電阻(zu)加熱(re)元件(jian)、電阻(zu)絲套管；工業用(yong)冷受(shou)器(qi)管、儲(chu)酸生產中(zhong)的一(yi)些設備(bei)(bei)部件(jian)等(deng)。0Cr23Ni60Fe14AI合金(jin)(jin)的治金(jin)(jin)產品(pin)有(you)板、管、絲、帶、棒、鍛件(jian)等(deng)各種產品(pin)。