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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(he)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、化學成分(fen)

二、力學(xue)性能

 Inconel 600合金(jin)(jin)的(de)室(shi)溫和低溫力學性(xing)能（包括沖(chong)擊、疲勞(lao)、硬度(du)等）與(yu)一般(ban)Cr-Ni奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹鋼相近，具有良好的(de)強度(du)和塑、韌性(xing)的(de)配合。此(ci)合金(jin)(jin)的(de)高溫力學性(xing)能（包括瞬時、蠕變和持久）則顯優于鎳含量低的(de)一般(ban)奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹鋼，可以允許在(zai)承(cheng)受載荷的(de)條(tiao)件下(xia)，在(zai)600～650℃長期使用。試驗還(huan)表明(ming)在(zai)600℃長期使用后，此(ci)合金(jin)(jin)無脆化傾向(xiang)。

   1. Inconel 600合金的室溫(wen)力學性能

  2. Inconel 600 合金的沖擊性能(neng)（V型夏比試樣(yang)）

 3.  Inconel 600 合(he)金的低(di)溫沖擊性能(neng)

 4. Inconel 600 合金棒材的室溫沖擊性能

 5. Inconel 600 合(he)金的高溫沖擊性(xing)能（夏比V型試樣）

三、耐蝕性(xing)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 合金在硫酸中的腐蝕速率

     b.   Inconel 600 合金在鹽(yan)酸中的(de)腐蝕速率(lv)

   2. 晶間腐蝕

  試驗(yan)表(biao)明(ming)，在(zai)較低(di)溫(wen)度下，碳(tan)在(zai)Inconel 600合(he)(he)金中(zhong)(zhong)固(gu)(gu)溶(rong)度是(shi)很(hen)低(di)的(de)(de)，當溫(wen)度低(di)到650℃時(shi)，碳(tan)的(de)(de)固(gu)(gu)溶(rong)度低(di)于0.01%。因此(ci)，Inconel 600合(he)(he)金若經(jing)550～850℃中(zhong)(zhong)溫(wen)敏化處理(li)(li)，由(you)于Cr23C6和Cr7C3等(deng)碳(tan)化物沿晶(jing)(jing)界(jie)沉淀(dian)，會(hui)產(chan)生(sheng)貧鉻區(qu)，從而使(shi)Inconel 600合(he)(he)金在(zai)一(yi)些介質中(zhong)(zhong)具有晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐蝕(shi)傾向。一(yi)般(ban)說來Inconel 600合(he)(he)金的(de)(de)晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐蝕(shi)傾向要高于18-8、18-12-Mo等(deng)Cr-Ni不銹(xiu)鋼。 20世(shi)紀80年代初(chu)的(de)(de)研究表(biao)明(ming)，Inconel600合(he)(he)金經(jing)1100℃水(shui)冷固(gu)(gu)溶(rong)處理(li)(li)后(hou)(hou)，在(zai)經(jing)700℃敏化（時(shi)效）時(shi)間(jian)(jian)的(de)(de)增(zeng)長(chang)，晶(jing)(jing)界(jie)鉻濃(nong)度有明(ming)顯的(de)(de)不同：敏化 5小時(shi),晶(jing)(jing)界(jie)鉻濃(nong)度會(hui)從原(yuan)有15%降到6%，敏化10h后(hou)(hou)降低(di)到了4%，但隨著(zhu)敏化時(shi)間(jian)(jian)的(de)(de)增(zeng)長(chang)，當達到100h時(shi)，晶(jing)(jing)界(jie)濃(nong)度則可高達12%以(yi)上。據此(ci)提出了鎳鉻合(he)(he)金固(gu)(gu)溶(rong)處理(li)(li)后(hou)(hou)再經(jing)700℃的(de)(de)適宜(yi)時(shi)間(jian)(jian)保(bao)溫(wen)的(de)(de)時(shi)效處理(li)(li)以(yi)防止晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐蝕(shi)和晶(jing)(jing)間(jian)(jian)應(ying)力腐蝕(shi)的(de)(de)熱處理(li)(li)工藝。此(ci)工藝早已在(zai)Inconel 600 壓(ya)水(shui)堆蒸(zheng)發器傳熱管生(sheng)產(chan)中(zhong)(zhong)采用已推(tui)廣用于同一(yi)用途的(de)(de) Inconel 690 傳熱管的(de)(de)生(sheng)產(chan)，此(ci)工藝稱(cheng)為脫敏處理(li)(li)（desensitization ,TTV).

  3. 應力腐蝕

  國內(nei)外的(de)(de)大量(liang)實(shi)驗(yan)室實(shi)驗(yan)曾(ceng)已證實(shi)，無論是(shi)(shi)在(zai)(zai)(zai)高(gao)濃度氯(lv)化(hua)物中，還是(shi)(shi)在(zai)(zai)(zai)含有OH﹣的(de)(de)苛性(xing)(xing)(xing)溶液中，無論是(shi)(shi)在(zai)(zai)(zai)含微(wei)量(liang)氯(lv)化(hua)物和氧的(de)(de)熱水(shui)以(yi)及(ji)高(gao)溫(wen)水(shui)中，鎳對(dui)提高(gao)Ni-Cr-Fe合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)耐應(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)能都是(shi)(shi)有效的(de)(de)。因此普遍(bian)認為含有很高(gao)鎳含量(liang)的(de)(de)Inconel600合(he)金(jin)(jin)具有優良(liang)的(de)(de)耐應(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)能。但在(zai)(zai)(zai)實(shi)際使用中，特(te)別是(shi)(shi)在(zai)(zai)(zai)壓水(shui)堆蒸(zheng)發器傳熱管工作條件下(xia)又發現Inconel600合(he)金(jin)(jin)對(dui)應(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)不僅不免疫，而(er)且還具有相當(dang)高(gao)的(de)(de)敏感性(xing)(xing)(xing)，甚至在(zai)(zai)(zai)高(gao)溫(wen)高(gao)壓純水(shui)中也不例外。研(yan)究(jiu)指(zhi)出Inconel600合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)這些晶間應(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)敏感性(xing)(xing)(xing)可以(yi)通過進行時效（脫(tuo)敏）處理來(lai)加以抑制。

  4. 點蝕(shi)

 由于(yu)Inconel600合(he)金(jin)鉻含量低且不(bu)含鉬(mu)，因此，此合(he)金(jin)不(bu)能用于(yu)耐點(dian)蝕(shi)和易(yi)引(yin)起點(dian)蝕(shi)的(de)(de)環境中。例如Inconel600合(he)金(jin)在流動的(de)(de)海水和海水噴淋條件下(xia)耐蝕(shi)性良好，但(dan)在靜(jing)止海水中，此合(he)金(jin)便會由于(yu)點(dian)蝕(shi)的(de)(de)產生而遭到破壞(huai)。

四、焊接(jie)性能(neng)

Inconel 600合金焊接(jie)(jie)性(xing)能良好。它可以采(cai)用常(chang)用的焊接(jie)(jie)方法進行同材和(he)異材焊接(jie)(jie)。對(dui)于氣體(ti)保護金屬弧焊接(jie)(jie)，可采(cai)用Inconel 182和(he)132焊條。對(dui)于MIG和(he)TIG焊接(jie)(jie)，則可用Inconel 62焊絲(si)。

五、冷熱加工及成型性能

 Inconel 600合金(jin)正常(chang)的熱(re)加(jia)(jia)工溫度為871～1232℃，大變形量(liang)時，適(shi)宜(yi)溫度在1038～1232℃之間(jian)(jian)，小變形量(liang)適(shi)宜(yi)溫度≥871℃。由于(yu)此合金(jin)在650～871℃間(jian)(jian)有(you)一熱(re)脆區(qu)，故熱(re)加(jia)(jia)工要(yao)避開(kai)此區(qu)間(jian)(jian)。此合金(jin)冷(leng)加(jia)(jia)工性(xing)能與Cr-Ni奧氏體(ti)不銹鋼相近。但(dan)冷(leng)加(jia)(jia)工硬(ying)化速度要(yao)比不銹鋼低。由于(yu)Inconel 600合金(jin)冷(leng)、熱(re)加(jia)(jia)工性(xing)能均佳，因此，合金(jin)的冷(leng)熱(re)成(cheng)型(xing)性(xing)也(ye)很好，不會有(you)任(ren)何困難。

六、熱(re)處理

為(wei)了使合(he)金(jin)中碳化(hua)物(wu)溶(rong)解以(yi)得(de)到(dao)(dao)最(zui)佳的固溶(rong)效果(guo)，Inconel 600合(he)金(jin)的固溶(rong)（退火）溫度(du)一般為(wei)1093～1149℃。此(ci)時(shi)，合(he)金(jin)耐(nai)全面腐(fu)蝕性(xing)能(neng)(neng)和抗高(gao)溫蠕變、耐(nai)持久性(xing)能(neng)(neng)最(zui)好。但是(shi)，為(wei)了得(de)到(dao)(dao)高(gao)強度(du)、耐(nai)疲(pi)勞(lao)、耐(nai)腐(fu)蝕的綜合(he)性(xing)能(neng)(neng)，對于室溫和較低(di)溫度(du)使用(yong)的Inconel 600合(he)金(jin)還是(shi)以(yi)選中具有微細晶(jing)粒的熱(re)處(chu)理工(gong)藝(yi)為(wei)好，一般選用(yong)較低(di)的熱(re)處(chu)理溫度(du)。為(wei)了提高(gao)此(ci)合(he)金(jin)的耐(nai)高(gao)溫耐(nai)高(gao)壓水(shui)的氯化(hua)物(wu)以(yi)及苛性(xing)應力腐(fu)蝕性(xing)能(neng)(neng)，目前建議在(zai)固溶(rong)處(chu)理后再進行700～750℃、15h左右(you)的時(shi)效處(chu)理（即脫敏處(chu)理）。為(wei)了消除殘余(yu)應力，則以(yi)在(zai)870℃左右(you)加(jia)熱(re)為(wei)宜。

七、應用

  此合金(jin)(jin)具(ju)(ju)有(you)強(qiang)韌、耐蝕的(de)綜合性(xing)(xing)能，廣泛用(yong)(yong)于(yu)化學、石化等(deng)工業(ye)(ye)中(zhong)。例(li)如用(yong)(yong)于(yu)制造加熱(re)(re)器(qi)、換熱(re)(re)器(qi)、蒸發器(qi)、蒸餾釜(fu)、蒸餾塔、脂肪酸處(chu)理(li)用(yong)(yong)冷(leng)凝器(qi)、處(chu)理(li)松(song)香(xiang)亭酸用(yong)(yong)設備等(deng)。由(you)于(yu)合金(jin)(jin)在高溫下還具(ju)(ju)有(you)高強(qiang)度和(he)良好(hao)的(de)抗氧化性(xing)(xing)，因(yin)而(er)還可(ke)用(yong)(yong)于(yu)熱(re)(re)處(chu)理(li)工業(ye)(ye)，制造各種結(jie)構件。在核(he)(he)動力(li)(li)工業(ye)(ye)中(zhong)，Inconel 600合金(jin)(jin)具(ju)(ju)有(you)良好(hao)的(de)耐高溫耐高壓水的(de)腐蝕性(xing)(xing)能，因(yin)此它也(ye)是用(yong)(yong)于(yu)壓水堆核(he)(he)電廠的(de)重要結(jie)構材料，當(dang)用(yong)(yong)于(yu)蒸發器(qi)傳熱(re)(re)管時，管材生(sheng)產(chan)不僅(jin)需(xu)固溶處(chu)理(li)且需(xu)進行中(zhong)溫脫敏處(chu)理(li)且U型管小R段尚未(wei)消除殘余應力(li)(li)。此合金(jin)(jin)還可(ke)用(yong)(yong)于(yu)壓水堆核(he)(he)反應堆容器(qi)上的(de)封頭和(he)底封頭的(de)穿透件。