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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

二、力學性能

 Inconel 600合金(jin)(jin)的(de)室溫和低溫力(li)學(xue)性能（包括沖擊(ji)、疲勞、硬度等）與一般Cr-Ni奧(ao)氏體不(bu)銹鋼(gang)(gang)相近，具有良好的(de)強度和塑(su)、韌性的(de)配合。此合金(jin)(jin)的(de)高溫力(li)學(xue)性能（包括瞬時、蠕變和持(chi)久(jiu)）則顯優于(yu)鎳含量低的(de)一般奧(ao)氏體不(bu)銹鋼(gang)(gang)，可以(yi)允許在(zai)承受載(zai)荷的(de)條件(jian)下(xia)，在(zai)600～650℃長期使用。試驗還表明在(zai)600℃長期使用后，此合金(jin)(jin)無脆化傾向。

   1. Inconel 600合金的(de)室溫力學性能

  2. Inconel 600 合金(jin)的(de)沖擊性能（V型夏(xia)比試樣）

 3.  Inconel 600 合(he)金的低溫沖(chong)擊(ji)性能

 4. Inconel 600 合金(jin)棒材的(de)室溫沖擊性能

 5. Inconel 600 合金(jin)的高溫沖擊性能（夏比V型試樣）

三、耐蝕性能

   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 合金在硫酸(suan)中的(de)腐(fu)蝕速率

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

   2. 晶(jing)間腐(fu)蝕

  試驗表(biao)明，在(zai)較低(di)溫度(du)(du)(du)下(xia)，碳在(zai)Inconel 600合(he)(he)金(jin)中(zhong)固溶(rong)度(du)(du)(du)是(shi)很低(di)的(de)，當溫度(du)(du)(du)低(di)到(dao)(dao)650℃時(shi)(shi)，碳的(de)固溶(rong)度(du)(du)(du)低(di)于0.01%。因此(ci)，Inconel 600合(he)(he)金(jin)若(ruo)經550～850℃中(zhong)溫敏(min)(min)化處(chu)理(li)，由于Cr23C6和Cr7C3等(deng)碳化物沿晶(jing)(jing)界沉淀，會產生(sheng)貧鉻區，從而使(shi)Inconel 600合(he)(he)金(jin)在(zai)一(yi)些介質中(zhong)具有(you)晶(jing)(jing)間(jian)腐蝕傾向。一(yi)般說(shuo)來Inconel 600合(he)(he)金(jin)的(de)晶(jing)(jing)間(jian)腐蝕傾向要高于18-8、18-12-Mo等(deng)Cr-Ni不銹(xiu)鋼。 20世紀(ji)80年代初(chu)的(de)研(yan)究表(biao)明，Inconel600合(he)(he)金(jin)經1100℃水冷(leng)固溶(rong)處(chu)理(li)后，在(zai)經700℃敏(min)(min)化（時(shi)(shi)效）時(shi)(shi)間(jian)的(de)增(zeng)長，晶(jing)(jing)界鉻濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)有(you)明顯的(de)不同：敏(min)(min)化 5小時(shi)(shi),晶(jing)(jing)界鉻濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)會從原有(you)15%降到(dao)(dao)6%，敏(min)(min)化10h后降低(di)到(dao)(dao)了(le)4%，但隨著敏(min)(min)化時(shi)(shi)間(jian)的(de)增(zeng)長，當達到(dao)(dao)100h時(shi)(shi)，晶(jing)(jing)界濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)則可高達12%以(yi)上(shang)。據此(ci)提出(chu)了(le)鎳鉻合(he)(he)金(jin)固溶(rong)處(chu)理(li)后再經700℃的(de)適宜(yi)時(shi)(shi)間(jian)保溫的(de)時(shi)(shi)效處(chu)理(li)以(yi)防止晶(jing)(jing)間(jian)腐蝕和晶(jing)(jing)間(jian)應力腐蝕的(de)熱(re)處(chu)理(li)工藝。此(ci)工藝早已(yi)在(zai)Inconel 600 壓(ya)水堆蒸發器(qi)傳熱(re)管(guan)生(sheng)產中(zhong)采用已(yi)推(tui)廣用于同一(yi)用途的(de) Inconel 690 傳熱(re)管(guan)的(de)生(sheng)產，此(ci)工藝稱(cheng)為脫敏(min)(min)處(chu)理(li)（desensitization ,TTV).

  3. 應力腐蝕(shi)

  國內(nei)外的(de)(de)大(da)量實(shi)驗室(shi)實(shi)驗曾已證(zheng)實(shi)，無(wu)論是(shi)在高濃(nong)度氯化物中(zhong)，還是(shi)在含(han)有(you)(you)OH﹣的(de)(de)苛性(xing)溶液中(zhong)，無(wu)論是(shi)在含(han)微量氯化物和氧的(de)(de)熱水以及高溫水中(zhong)，鎳(nie)對提(ti)高Ni-Cr-Fe合(he)金的(de)(de)耐(nai)應(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)性(xing)能(neng)都是(shi)有(you)(you)效(xiao)的(de)(de)。因此(ci)普遍認(ren)為含(han)有(you)(you)很高鎳(nie)含(han)量的(de)(de)Inconel600合(he)金具有(you)(you)優良的(de)(de)耐(nai)應(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)性(xing)能(neng)。但在實(shi)際使用中(zhong)，特別是(shi)在壓(ya)水堆蒸(zheng)發器傳(chuan)熱管(guan)工作條件下又發現Inconel600合(he)金對應(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)不僅不免疫，而(er)且還具有(you)(you)相當高的(de)(de)敏感性(xing)，甚至(zhi)在高溫高壓(ya)純水中(zhong)也不例外。研究指出(chu)Inconel600合(he)金的(de)(de)這(zhe)些晶間應(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)的(de)(de)敏感性(xing)可以通過進行(xing)時效（脫敏）處理來加以(yi)抑制。

  4. 點蝕

 由于(yu)Inconel600合(he)(he)金(jin)鉻(ge)含量低(di)且不含鉬，因此，此合(he)(he)金(jin)不能用(yong)于(yu)耐點(dian)蝕和易引起點(dian)蝕的環境中(zhong)。例如Inconel600合(he)(he)金(jin)在流動的海水(shui)(shui)和海水(shui)(shui)噴淋條件下耐蝕性良好(hao)，但在靜止海水(shui)(shui)中(zhong)，此合(he)(he)金(jin)便(bian)會由于(yu)點(dian)蝕的產(chan)生(sheng)而遭(zao)到(dao)破壞。

四(si)、焊接性能(neng)

Inconel 600合金焊(han)接性能良好。它(ta)可(ke)以采用常用的焊(han)接方法(fa)進行同材和(he)(he)異(yi)材焊(han)接。對于氣體保護金屬(shu)弧焊(han)接，可(ke)采用Inconel 182和(he)(he)132焊(han)條(tiao)。對于MIG和(he)(he)TIG焊(han)接，則可(ke)用Inconel 62焊(han)絲。

五、冷熱加工及成型性能

 Inconel 600合(he)(he)(he)(he)金(jin)正常的熱加(jia)(jia)工(gong)(gong)溫(wen)度為871～1232℃，大變形量(liang)時，適(shi)宜溫(wen)度在1038～1232℃之(zhi)間(jian)，小變形量(liang)適(shi)宜溫(wen)度≥871℃。由于(yu)此(ci)(ci)合(he)(he)(he)(he)金(jin)在650～871℃間(jian)有(you)一(yi)熱脆(cui)區，故熱加(jia)(jia)工(gong)(gong)要(yao)避(bi)開此(ci)(ci)區間(jian)。此(ci)(ci)合(he)(he)(he)(he)金(jin)冷(leng)加(jia)(jia)工(gong)(gong)性(xing)能(neng)與Cr-Ni奧氏體不銹鋼(gang)相近。但(dan)冷(leng)加(jia)(jia)工(gong)(gong)硬化速度要(yao)比不銹鋼(gang)低。由于(yu)Inconel 600合(he)(he)(he)(he)金(jin)冷(leng)、熱加(jia)(jia)工(gong)(gong)性(xing)能(neng)均佳(jia)，因此(ci)(ci)，合(he)(he)(he)(he)金(jin)的冷(leng)熱成型性(xing)也很好，不會(hui)有(you)任何(he)困難。

六、熱處(chu)理

為(wei)(wei)(wei)了使合(he)金(jin)中碳化物溶(rong)解以得到最佳的(de)(de)(de)固(gu)溶(rong)效果，Inconel 600合(he)金(jin)的(de)(de)(de)固(gu)溶(rong)（退(tui)火(huo)）溫(wen)(wen)(wen)度(du)一般(ban)為(wei)(wei)(wei)1093～1149℃。此時，合(he)金(jin)耐(nai)(nai)全面腐(fu)蝕性(xing)能和(he)抗高溫(wen)(wen)(wen)蠕變、耐(nai)(nai)持久(jiu)性(xing)能最好。但是(shi)，為(wei)(wei)(wei)了得到高強度(du)、耐(nai)(nai)疲勞、耐(nai)(nai)腐(fu)蝕的(de)(de)(de)綜合(he)性(xing)能，對于室溫(wen)(wen)(wen)和(he)較(jiao)低溫(wen)(wen)(wen)度(du)使用(yong)的(de)(de)(de)Inconel 600合(he)金(jin)還是(shi)以選中具有微細晶粒的(de)(de)(de)熱處(chu)理工藝為(wei)(wei)(wei)好，一般(ban)選用(yong)較(jiao)低的(de)(de)(de)熱處(chu)理溫(wen)(wen)(wen)度(du)。為(wei)(wei)(wei)了提高此合(he)金(jin)的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)高溫(wen)(wen)(wen)耐(nai)(nai)高壓(ya)水的(de)(de)(de)氯化物以及(ji)苛(ke)性(xing)應(ying)力腐(fu)蝕性(xing)能，目前建(jian)議在固(gu)溶(rong)處(chu)理后(hou)再進(jin)行700～750℃、15h左右的(de)(de)(de)時效處(chu)理（即脫(tuo)敏處(chu)理）。為(wei)(wei)(wei)了消除殘余應(ying)力，則(ze)以在870℃左右加熱為(wei)(wei)(wei)宜。

七、應用

  此合金具有(you)強(qiang)韌、耐蝕(shi)的(de)綜合性能(neng)，廣泛用(yong)(yong)于(yu)化學、石(shi)化等(deng)工(gong)(gong)業(ye)中。例(li)如用(yong)(yong)于(yu)制造加熱(re)(re)器(qi)(qi)、換熱(re)(re)器(qi)(qi)、蒸(zheng)發器(qi)(qi)、蒸(zheng)餾釜、蒸(zheng)餾塔、脂肪(fang)酸處理(li)用(yong)(yong)冷凝器(qi)(qi)、處理(li)松香亭酸用(yong)(yong)設備等(deng)。由于(yu)合金在(zai)高溫下還具有(you)高強(qiang)度和(he)良(liang)好的(de)抗(kang)氧化性，因而(er)還可(ke)用(yong)(yong)于(yu)熱(re)(re)處理(li)工(gong)(gong)業(ye)，制造各種結構件。在(zai)核動力(li)工(gong)(gong)業(ye)中，Inconel 600合金具有(you)良(liang)好的(de)耐高溫耐高壓水(shui)(shui)的(de)腐蝕(shi)性能(neng)，因此它(ta)也是(shi)用(yong)(yong)于(yu)壓水(shui)(shui)堆核電(dian)廠的(de)重要結構材(cai)(cai)料，當用(yong)(yong)于(yu)蒸(zheng)發器(qi)(qi)傳熱(re)(re)管時，管材(cai)(cai)生產(chan)不僅需(xu)固溶處理(li)且(qie)需(xu)進行中溫脫(tuo)敏處理(li)且(qie)U型管小(xiao)R段尚(shang)未消除殘余應力(li)。此合金還可(ke)用(yong)(yong)于(yu)壓水(shui)(shui)堆核反(fan)應堆容(rong)器(qi)(qi)上的(de)封(feng)頭(tou)和(he)底封(feng)頭(tou)的(de)穿透件。