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GH 3600（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、化學成分

二(er)、力學(xue)性能(neng)

 Inconel 600合(he)金(jin)的(de)(de)室(shi)溫和低溫力學性能(neng)（包(bao)括(kuo)沖擊、疲勞、硬度等）與一(yi)般Cr-Ni奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼相近(jin)，具有(you)良好的(de)(de)強度和塑、韌性的(de)(de)配合(he)。此合(he)金(jin)的(de)(de)高溫力學性能(neng)（包(bao)括(kuo)瞬時、蠕(ru)變和持(chi)久(jiu)）則顯(xian)優于鎳含(han)量低的(de)(de)一(yi)般奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼，可以允許在(zai)(zai)承受載荷(he)的(de)(de)條件下，在(zai)(zai)600～650℃長期使用。試(shi)驗還(huan)表明(ming)在(zai)(zai)600℃長期使用后，此合(he)金(jin)無脆化傾向。

   1. Inconel 600合金的室溫力學(xue)性能(neng)

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

 3.  Inconel 600 合金(jin)的低(di)溫沖擊性能(neng)

 4. Inconel 600 合金棒(bang)材的室溫沖(chong)擊(ji)性(xing)能

 5. Inconel 600 合金的高溫沖擊性能(neng)（夏比V型試(shi)樣）

三、耐(nai)蝕性能

   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(he)金在硫酸中的腐蝕速率

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

   2. 晶間(jian)腐蝕

  試驗表明(ming)，在(zai)(zai)較低溫度下(xia)，碳在(zai)(zai)Inconel 600合金(jin)中固(gu)溶度是很低的(de)(de)，當溫度低到(dao)650℃時(shi)(shi)(shi)，碳的(de)(de)固(gu)溶度低于(yu)(yu)0.01%。因此，Inconel 600合金(jin)若經550～850℃中溫敏化(hua)(hua)處(chu)理(li)(li)，由于(yu)(yu)Cr23C6和Cr7C3等碳化(hua)(hua)物沿(yan)晶界(jie)沉淀，會產生貧鉻區，從(cong)(cong)而使Inconel 600合金(jin)在(zai)(zai)一些介質(zhi)中具(ju)有晶間(jian)腐蝕(shi)傾向。一般說來Inconel 600合金(jin)的(de)(de)晶間(jian)腐蝕(shi)傾向要高(gao)于(yu)(yu)18-8、18-12-Mo等Cr-Ni不(bu)銹鋼(gang)。 20世紀80年代初的(de)(de)研究(jiu)表明(ming)，Inconel600合金(jin)經1100℃水冷固(gu)溶處(chu)理(li)(li)后，在(zai)(zai)經700℃敏化(hua)(hua)（時(shi)(shi)(shi)效）時(shi)(shi)(shi)間(jian)的(de)(de)增長，晶界(jie)鉻濃(nong)度有明(ming)顯的(de)(de)不(bu)同：敏化(hua)(hua) 5小時(shi)(shi)(shi),晶界(jie)鉻濃(nong)度會從(cong)(cong)原有15%降到(dao)6%，敏化(hua)(hua)10h后降低到(dao)了4%，但(dan)隨著敏化(hua)(hua)時(shi)(shi)(shi)間(jian)的(de)(de)增長，當達到(dao)100h時(shi)(shi)(shi)，晶界(jie)濃(nong)度則可高(gao)達12%以上。據(ju)此提出了鎳鉻合金(jin)固(gu)溶處(chu)理(li)(li)后再經700℃的(de)(de)適宜時(shi)(shi)(shi)間(jian)保溫的(de)(de)時(shi)(shi)(shi)效處(chu)理(li)(li)以防止晶間(jian)腐蝕(shi)和晶間(jian)應力(li)腐蝕(shi)的(de)(de)熱(re)處(chu)理(li)(li)工(gong)藝(yi)(yi)。此工(gong)藝(yi)(yi)早已(yi)在(zai)(zai)Inconel 600 壓(ya)水堆蒸發器(qi)傳(chuan)熱(re)管生產中采用已(yi)推廣用于(yu)(yu)同一用途(tu)的(de)(de) Inconel 690 傳(chuan)熱(re)管的(de)(de)生產，此工(gong)藝(yi)(yi)稱為脫(tuo)敏處(chu)理(li)(li)（desensitization ,TTV).

  3. 應力(li)腐(fu)蝕

  國內外(wai)的(de)(de)大(da)量(liang)實(shi)驗(yan)室實(shi)驗(yan)曾已證實(shi)，無論是(shi)(shi)(shi)(shi)在高濃度氯(lv)(lv)化物中，還是(shi)(shi)(shi)(shi)在含有(you)OH﹣的(de)(de)苛性(xing)溶液中，無論是(shi)(shi)(shi)(shi)在含微量(liang)氯(lv)(lv)化物和氧的(de)(de)熱(re)水(shui)以及高溫水(shui)中，鎳對(dui)提高Ni-Cr-Fe合金(jin)的(de)(de)耐應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)性(xing)能(neng)都(dou)是(shi)(shi)(shi)(shi)有(you)效的(de)(de)。因(yin)此普遍認(ren)為含有(you)很高鎳含量(liang)的(de)(de)Inconel600合金(jin)具(ju)(ju)有(you)優良(liang)的(de)(de)耐應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)性(xing)能(neng)。但在實(shi)際(ji)使(shi)用中，特(te)別是(shi)(shi)(shi)(shi)在壓水(shui)堆蒸發(fa)(fa)器傳熱(re)管工作條(tiao)件下又發(fa)(fa)現Inconel600合金(jin)對(dui)應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)不(bu)(bu)僅不(bu)(bu)免疫，而且還具(ju)(ju)有(you)相當(dang)高的(de)(de)敏感性(xing)，甚至(zhi)在高溫高壓純水(shui)中也不(bu)(bu)例(li)外(wai)。研(yan)究指出Inconel600合金(jin)的(de)(de)這些晶間應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)敏感性(xing)可以通(tong)過進行

時效（脫敏）處理(li)來加以抑制。

  4. 點(dian)蝕

 由(you)于(yu)Inconel600合(he)(he)金鉻含量(liang)低且不含鉬(mu)，因此(ci)，此(ci)合(he)(he)金不能(neng)用于(yu)耐點(dian)(dian)蝕和易引起(qi)點(dian)(dian)蝕的(de)(de)環境中。例如Inconel600合(he)(he)金在流(liu)動的(de)(de)海水(shui)和海水(shui)噴淋條件(jian)下(xia)耐蝕性良好(hao)，但(dan)在靜止海水(shui)中，此(ci)合(he)(he)金便會由(you)于(yu)點(dian)(dian)蝕的(de)(de)產(chan)生而遭到破壞。

四、焊(han)接性能

Inconel 600合金焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)性能(neng)良好(hao)。它(ta)可(ke)以(yi)采用常用的焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)方法(fa)進行(xing)同材(cai)和異材(cai)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)。對(dui)于氣體保(bao)護金屬弧焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)，可(ke)采用Inconel 182和132焊(han)(han)條。對(dui)于MIG和TIG焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)，則可(ke)用Inconel 62焊(han)(han)絲。

五、冷熱(re)加工及成(cheng)型(xing)性能

 Inconel 600合(he)金正常的熱(re)(re)加(jia)工溫度(du)為(wei)871～1232℃，大變形(xing)量(liang)時(shi)，適(shi)(shi)宜(yi)溫度(du)在1038～1232℃之間，小(xiao)變形(xing)量(liang)適(shi)(shi)宜(yi)溫度(du)≥871℃。由(you)于此(ci)合(he)金在650～871℃間有(you)一熱(re)(re)脆區，故熱(re)(re)加(jia)工要(yao)避開此(ci)區間。此(ci)合(he)金冷(leng)加(jia)工性能(neng)與(yu)Cr-Ni奧氏體(ti)不銹鋼相近。但冷(leng)加(jia)工硬化速度(du)要(yao)比不銹鋼低。由(you)于Inconel 600合(he)金冷(leng)、熱(re)(re)加(jia)工性能(neng)均佳，因此(ci)，合(he)金的冷(leng)熱(re)(re)成型性也(ye)很好，不會有(you)任何(he)困難。

六、熱處(chu)理

為(wei)(wei)(wei)(wei)了使(shi)合(he)金(jin)中碳化物(wu)溶(rong)(rong)解以得(de)到(dao)最佳的(de)固溶(rong)(rong)效果(guo)，Inconel 600合(he)金(jin)的(de)固溶(rong)(rong)（退火(huo)）溫度(du)一般(ban)為(wei)(wei)(wei)(wei)1093～1149℃。此(ci)時，合(he)金(jin)耐(nai)全面腐蝕性(xing)能和(he)抗高(gao)(gao)溫蠕變、耐(nai)持久性(xing)能最好。但是，為(wei)(wei)(wei)(wei)了得(de)到(dao)高(gao)(gao)強(qiang)度(du)、耐(nai)疲勞、耐(nai)腐蝕的(de)綜合(he)性(xing)能，對于室溫和(he)較低溫度(du)使(shi)用的(de)Inconel 600合(he)金(jin)還是以選(xuan)中具有微(wei)細(xi)晶粒的(de)熱(re)處理工藝(yi)為(wei)(wei)(wei)(wei)好，一般(ban)選(xuan)用較低的(de)熱(re)處理溫度(du)。為(wei)(wei)(wei)(wei)了提高(gao)(gao)此(ci)合(he)金(jin)的(de)耐(nai)高(gao)(gao)溫耐(nai)高(gao)(gao)壓水(shui)的(de)氯(lv)化物(wu)以及苛性(xing)應力(li)腐蝕性(xing)能，目(mu)前建議在固溶(rong)(rong)處理后再進行(xing)700～750℃、15h左(zuo)右的(de)時效處理（即脫敏處理）。為(wei)(wei)(wei)(wei)了消除(chu)殘(can)余應力(li)，則以在870℃左(zuo)右加熱(re)為(wei)(wei)(wei)(wei)宜(yi)。

七、應用

  此合金(jin)(jin)具(ju)有強(qiang)韌、耐(nai)蝕(shi)的(de)(de)(de)綜合性能(neng)，廣泛用(yong)于(yu)(yu)(yu)化學、石(shi)化等工業中(zhong)。例如(ru)用(yong)于(yu)(yu)(yu)制造加熱器、換熱器、蒸(zheng)發(fa)器、蒸(zheng)餾釜、蒸(zheng)餾塔、脂肪酸處(chu)理用(yong)冷凝器、處(chu)理松香亭酸用(yong)設備等。由于(yu)(yu)(yu)合金(jin)(jin)在高(gao)溫下還具(ju)有高(gao)強(qiang)度和良好(hao)的(de)(de)(de)抗(kang)氧(yang)化性，因(yin)而還可(ke)(ke)用(yong)于(yu)(yu)(yu)熱處(chu)理工業，制造各種結(jie)構(gou)件。在核動力(li)工業中(zhong)，Inconel 600合金(jin)(jin)具(ju)有良好(hao)的(de)(de)(de)耐(nai)高(gao)溫耐(nai)高(gao)壓水的(de)(de)(de)腐蝕(shi)性能(neng)，因(yin)此它也是用(yong)于(yu)(yu)(yu)壓水堆(dui)核電廠的(de)(de)(de)重要結(jie)構(gou)材料(liao)，當用(yong)于(yu)(yu)(yu)蒸(zheng)發(fa)器傳熱管(guan)時，管(guan)材生產(chan)不(bu)僅需(xu)固溶(rong)處(chu)理且需(xu)進(jin)行中(zhong)溫脫敏處(chu)理且U型(xing)管(guan)小R段(duan)尚未消除(chu)殘余應力(li)。此合金(jin)(jin)還可(ke)(ke)用(yong)于(yu)(yu)(yu)壓水堆(dui)核反(fan)應堆(dui)容器上的(de)(de)(de)封頭和底封頭的(de)(de)(de)穿(chuan)透件。