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NS 313 (Inconel 601)

(0Cr23Ni60Fe14Al)、 NS 313、Inconel 601合(he)金系(xi)一種既(ji)耐蝕，又抗高(gao)溫氧化(hua)，且具有較好熱強性的(de)鎳基(ji)合金。

一(yi)、化學成分和組織特點

  0Cr23Ni60Fe14Al合金(jin)(jin)的(de)化(hua)(hua)(hua)學成分見表3-3-1。從表中(zhong)可知(zhi)，合金(jin)(jin)中(zhong)鉻含(han)(han)量較高，因而在氧(yang)化(hua)(hua)(hua)性(xing)(xing)酸(suan)介(jie)質中(zhong)耐蝕性(xing)(xing)較好；合金(jin)(jin)在含(han)(han)較高鉻量的(de)同時，還(huan)含(han)(han)有鋁，因而，此合金(jin)(jin)的(de)抗氧(yang)化(hua)(hua)(hua)性(xing)(xing)、抗硫化(hua)(hua)(hua)性(xing)(xing)能也較佳(jia)。此合金(jin)(jin)固溶態具(ju)有穩定的(de)奧氏體組織，同時在基體上還(huan)有彌散(san)的(de)少量碳化(hua)(hua)(hua)物和氮化(hua)(hua)(hua)物。此合金(jin)(jin)中(zhong)完全不存(cun)在脆性(xing)(xing)金(jin)(jin)屬(shu)間相，例(li)如σ相。

二、耐(nai)腐蝕性(xing)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)(he)金(jin)與 0Cr15Ni75Fe（Inconel 600)、0Cr20Ni32Fe (Inconel 800)兩種合(he)(he)金(jin)高(gao)溫抗(kang)(kang)氧化性能的比較結果(guo)，由圖(tu)(tu)可(ke)以看出，即使加熱到1260℃，0Cr23Ni60Fe14Al合(he)(he)金(jin)仍具有良好的抗(kang)(kang)氧化性。這主(zhu)要(yao)是此(ci)合(he)(he)金(jin)表(biao)面在高(gao)溫下能夠形成非常致密且黏附性好的氧化膜(mo)。圖(tu)(tu)3-3-32系國內(nei)在1150℃對 0Cr23Ni60Fe14Al所進(jin)行的抗(kang)(kang)氧化性試驗結果(guo)。顯然(ran)此(ci)合(he)(he)金(jin)的抗(kang)(kang)氧化性能與其(qi)他鎳基高(gao)鉻耐蝕合(he)(he)金(jin)相比處于同一水平(ping)。

  2. 抗硫化(hua)性(xing)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. 耐全面(mian)腐蝕(shi)性能

  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(de)高鎳含量(liang)，故其耐氯(lv)化(hua)物(wu)、氫(qing)氧化(hua)物(wu)的(de)應力(li)腐蝕性能也很好。表 3-3-15 是一(yi)些試(shi)驗結果。

三、力(li)學性能

 表3-3-16系(xi)0Cr23Ni60Fe14Al合金在(zai)熱加工和固溶狀態下(xia)，一些冶金產品（板(ban)、棒、管、絲等）的(de)室溫力學性(xing)能。

  圖3-3-36和圖3-3-37經不同溫度固溶(rong)處理的0Cr23Ni60Fe14Al合金(jin)棒(bang)材(cai)的高溫力學性能，試驗(yan)用棒(bang)材(cai)尺寸為Φ16mm。

  表(biao)3-3-17和表(biao)3-3-18系0Cr23Ni60Fe14Al合金的(de)沖擊韌性。由(you)表(biao)可知，即使經過中溫（540~870℃)長期時(shi)效(xiao)，此合金仍無脆(cui)化傾向。

  圖(tu)3-3-38和圖(tu)3-3-39分別(bie)為(wei)(wei)此合金(jin)(jin)的(de)旋轉(zhuan)、懸臂梁疲勞試驗(yan)結果。圖(tu)3-3-40 和圖(tu)3-3-41分別(bie)為(wei)(wei)0Cr23Ni60Fe14Al合金(jin)(jin)的(de)高溫蠕變(bian)和高溫持久性能。從圖(tu)3-3-41可知，980℃固溶較1150℃固溶處理具(ju)有更高的(de)持久強度(du)。

四、物理(li)性能(neng)

  物理性能見表 3-3-19

五(wu)、焊接性能

  0Cr23Ni60Fe14A1合金具有良(liang)好(hao)的可(ke)焊性。表3-3-20系根據使用環境所(suo)推(tui)薦的焊接(jie)條件(jian)、焊接(jie)方(fang)法和焊條、焊絲選擇。

六、冷熱加工(gong)及成型性能

  0Cr23Ni60Fe14Al合(he)金(jin)具有(you)良(liang)好(hao)的(de)冷(leng)、熱加工(gong)性能。適宜的(de)熱加工(gong)變(bian)形(xing)溫(wen)度為870~1230℃。當大變(bian)形(xing)量加工(gong)時，要在1040~1230℃間進(jin)行(xing)。由于此合(he)金(jin)在650~871℃間有(you)一低(di)塑性區(qu)，因此，熱加工(gong)變(bian)形(xing)不能在此溫(wen)度范圍(wei)內進(jin)行(xing)。熱加工(gong)后(hou)的(de)冷(leng)卻速(su)度一般沒有(you)限制，但為了防止敏化，冷(leng)卻過程中通(tong)過540~760℃時要盡量快。圖(tu)3-3-42系(xi)0Cr23Ni60Fe14Al合(he)金(jin)加工(gong)硬(ying)化性能，顯然，0Cr23Ni60Fe14Al 合(he)金(jin)的(de)此種性能與前述0Cr15Ni75Fe極(ji)相近(jin)。

七、熱處理

  0Cr23Ni60Fe14Al合金的熱(re)處理工藝為(wei)1100~1150℃左(zuo)右加熱(re)后(hou)急冷。在(zai)某些條件下亦可在(zai)980℃左(zuo)右加熱(re)后(hou)空冷。

八、應(ying)用

  由(you)于 0Cr23Ni60Fe14Al 合(he)金具有(you)良好的(de)抗氧化性(xing)和耐腐蝕(shi)性(xing)，因而主要用(yong)于加(jia)熱(re)設(she)備(bei)、化學(xue)工業(ye)(ye)、環(huan)境污染控(kong)制、蘭、航(hang)天以(yi)及動力工業(ye)(ye)中。例如，制造退(tui)火(huo)(huo)、滲碳、氮(dan)化等熱(re)處理設(she)備(bei)、部件(jian)(jian)；備(bei)種(zhong)工業(ye)(ye)爐用(yong)輻射(she)管、套筒(tong)、火(huo)(huo)焰屏蔽、燃氣噴嘴、電(dian)阻(zu)加(jia)熱(re)元(yuan)件(jian)(jian)、電(dian)阻(zu)絲(si)套管；工業(ye)(ye)用(yong)冷受器管、儲酸生產中的(de)一些設(she)備(bei)部件(jian)(jian)等。0Cr23Ni60Fe14AI合(he)金的(de)治金產品(pin)(pin)有(you)板、管、絲(si)、帶、棒、鍛件(jian)(jian)等各種(zhong)產品(pin)(pin)。