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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(hua)學成(cheng)分

二、力學性能

 Inconel 600合(he)(he)(he)金(jin)的(de)(de)室溫(wen)和低溫(wen)力學(xue)性(xing)能（包括沖擊、疲勞、硬(ying)度等）與一般Cr-Ni奧(ao)氏(shi)體不銹鋼相近，具有良好的(de)(de)強度和塑、韌(ren)性(xing)的(de)(de)配合(he)(he)(he)。此合(he)(he)(he)金(jin)的(de)(de)高溫(wen)力學(xue)性(xing)能（包括瞬(shun)時、蠕變和持久）則(ze)顯優于鎳含量低的(de)(de)一般奧(ao)氏(shi)體不銹鋼，可(ke)以允許在(zai)(zai)承(cheng)受載荷的(de)(de)條件(jian)下，在(zai)(zai)600～650℃長(chang)期(qi)使用。試驗(yan)還表明在(zai)(zai)600℃長(chang)期(qi)使用后，此合(he)(he)(he)金(jin)無(wu)脆化傾(qing)向(xiang)。

   1. Inconel 600合(he)金(jin)的室溫(wen)力學性能

  2. Inconel 600 合金的沖擊性能（V型(xing)夏比(bi)試樣）

 3.  Inconel 600 合金的(de)低(di)溫沖擊性能

 4. Inconel 600 合(he)金棒材的室(shi)溫(wen)沖擊(ji)性能

 5. Inconel 600 合金的高溫沖擊性能（夏比V型(xing)試樣）

三、耐蝕性(xing)能

   1. 全面腐(fu)蝕(shi)

  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(fu)蝕速率

     b.   Inconel 600 合金在鹽酸中的腐蝕速率(lv)

   2. 晶間腐蝕

  試驗表明(ming)(ming)，在較低(di)(di)溫度(du)下，碳(tan)在Inconel 600合(he)(he)金(jin)中(zhong)固(gu)(gu)溶度(du)是很低(di)(di)的(de)(de)，當溫度(du)低(di)(di)到(dao)650℃時(shi)(shi)，碳(tan)的(de)(de)固(gu)(gu)溶度(du)低(di)(di)于(yu)0.01%。因此(ci)，Inconel 600合(he)(he)金(jin)若經550～850℃中(zhong)溫敏(min)(min)(min)化(hua)處理(li)，由于(yu)Cr23C6和(he)Cr7C3等碳(tan)化(hua)物(wu)沿(yan)晶界沉淀(dian)，會產(chan)生(sheng)貧鉻區(qu)，從而使(shi)Inconel 600合(he)(he)金(jin)在一些(xie)介質中(zhong)具有晶間(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)傾向(xiang)。一般說來Inconel 600合(he)(he)金(jin)的(de)(de)晶間(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)傾向(xiang)要高于(yu)18-8、18-12-Mo等Cr-Ni不(bu)銹鋼(gang)。 20世紀(ji)80年(nian)代初的(de)(de)研(yan)究表明(ming)(ming)，Inconel600合(he)(he)金(jin)經1100℃水冷固(gu)(gu)溶處理(li)后，在經700℃敏(min)(min)(min)化(hua)（時(shi)(shi)效）時(shi)(shi)間(jian)(jian)的(de)(de)增(zeng)長(chang)，晶界鉻濃度(du)有明(ming)(ming)顯的(de)(de)不(bu)同：敏(min)(min)(min)化(hua) 5小時(shi)(shi),晶界鉻濃度(du)會從原有15%降到(dao)6%，敏(min)(min)(min)化(hua)10h后降低(di)(di)到(dao)了4%，但隨著敏(min)(min)(min)化(hua)時(shi)(shi)間(jian)(jian)的(de)(de)增(zeng)長(chang)，當達(da)到(dao)100h時(shi)(shi)，晶界濃度(du)則可高達(da)12%以上。據此(ci)提出了鎳鉻合(he)(he)金(jin)固(gu)(gu)溶處理(li)后再經700℃的(de)(de)適宜時(shi)(shi)間(jian)(jian)保溫的(de)(de)時(shi)(shi)效處理(li)以防止晶間(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)和(he)晶間(jian)(jian)應力腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)熱處理(li)工藝(yi)。此(ci)工藝(yi)早已在Inconel 600 壓水堆(dui)蒸(zheng)發器傳熱管(guan)生(sheng)產(chan)中(zhong)采用(yong)已推廣用(yong)于(yu)同一用(yong)途的(de)(de) Inconel 690 傳熱管(guan)的(de)(de)生(sheng)產(chan)，此(ci)工藝(yi)稱為脫敏(min)(min)(min)處理(li)（desensitization ,TTV).

  3. 應(ying)力腐蝕

  國內(nei)外(wai)的大(da)量實(shi)驗室(shi)實(shi)驗曾(ceng)已證實(shi)，無(wu)論是(shi)在(zai)(zai)(zai)高(gao)濃(nong)度氯(lv)化物中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，還是(shi)在(zai)(zai)(zai)含有(you)(you)OH﹣的苛性(xing)(xing)溶液中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，無(wu)論是(shi)在(zai)(zai)(zai)含微量氯(lv)化物和氧的熱水(shui)以及高(gao)溫水(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，鎳(nie)(nie)對提高(gao)Ni-Cr-Fe合金(jin)的耐應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng)(neng)都是(shi)有(you)(you)效的。因此普(pu)遍認(ren)為含有(you)(you)很高(gao)鎳(nie)(nie)含量的Inconel600合金(jin)具(ju)有(you)(you)優良的耐應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng)(neng)。但在(zai)(zai)(zai)實(shi)際使用中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，特別是(shi)在(zai)(zai)(zai)壓水(shui)堆蒸(zheng)發器(qi)傳熱管工(gong)作條件下又發現Inconel600合金(jin)對應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)不(bu)僅不(bu)免疫，而且還具(ju)有(you)(you)相當高(gao)的敏感性(xing)(xing)，甚至在(zai)(zai)(zai)高(gao)溫高(gao)壓純(chun)水(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)也不(bu)例外(wai)。研究指出Inconel600合金(jin)的這些晶間應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)的敏感性(xing)(xing)可以通過進(jin)行時效（脫敏(min)）處理來(lai)加(jia)以抑制。

  4. 點蝕(shi)

 由于Inconel600合金(jin)(jin)鉻含(han)量低且不含(han)鉬，因此，此合金(jin)(jin)不能(neng)用于耐點(dian)蝕(shi)(shi)和易引起點(dian)蝕(shi)(shi)的環境中。例如(ru)Inconel600合金(jin)(jin)在流動的海(hai)水和海(hai)水噴淋(lin)條件下(xia)耐蝕(shi)(shi)性良好(hao)，但在靜(jing)止海(hai)水中，此合金(jin)(jin)便會由于點(dian)蝕(shi)(shi)的產(chan)生而遭到破壞。

四、焊接性能

Inconel 600合金焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)性能良好。它可以采(cai)用(yong)常用(yong)的焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)方法(fa)進行同材和(he)異材焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)。對于氣體保護金屬弧焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)，可采(cai)用(yong)Inconel 182和(he)132焊(han)(han)條(tiao)。對于MIG和(he)TIG焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)，則可用(yong)Inconel 62焊(han)(han)絲(si)。

五、冷熱加工及成型性能(neng)

 Inconel 600合金(jin)正常(chang)的熱(re)加工(gong)溫度(du)(du)為871～1232℃，大變(bian)形(xing)量(liang)時，適(shi)宜溫度(du)(du)在1038～1232℃之間(jian)，小變(bian)形(xing)量(liang)適(shi)宜溫度(du)(du)≥871℃。由于此合金(jin)在650～871℃間(jian)有一熱(re)脆區，故熱(re)加工(gong)要避開(kai)此區間(jian)。此合金(jin)冷(leng)加工(gong)性能(neng)與(yu)Cr-Ni奧氏(shi)體不(bu)銹鋼相近。但冷(leng)加工(gong)硬化速度(du)(du)要比不(bu)銹鋼低。由于Inconel 600合金(jin)冷(leng)、熱(re)加工(gong)性能(neng)均佳，因此，合金(jin)的冷(leng)熱(re)成型性也很好，不(bu)會有任(ren)何困難。

六、熱處理

為(wei)(wei)了使(shi)合(he)金(jin)中(zhong)碳(tan)化物溶(rong)解以(yi)得到最佳的(de)固(gu)溶(rong)效果(guo)，Inconel 600合(he)金(jin)的(de)固(gu)溶(rong)（退火）溫度(du)一般為(wei)(wei)1093～1149℃。此時，合(he)金(jin)耐(nai)(nai)全面腐蝕性能和抗高(gao)(gao)溫蠕(ru)變、耐(nai)(nai)持(chi)久性能最好。但是(shi)，為(wei)(wei)了得到高(gao)(gao)強度(du)、耐(nai)(nai)疲勞、耐(nai)(nai)腐蝕的(de)綜合(he)性能，對于室溫和較低(di)(di)溫度(du)使(shi)用(yong)的(de)Inconel 600合(he)金(jin)還是(shi)以(yi)選(xuan)中(zhong)具有微細晶粒的(de)熱(re)(re)處(chu)理(li)(li)工藝為(wei)(wei)好，一般選(xuan)用(yong)較低(di)(di)的(de)熱(re)(re)處(chu)理(li)(li)溫度(du)。為(wei)(wei)了提高(gao)(gao)此合(he)金(jin)的(de)耐(nai)(nai)高(gao)(gao)溫耐(nai)(nai)高(gao)(gao)壓水的(de)氯化物以(yi)及(ji)苛性應力腐蝕性能，目前(qian)建議(yi)在(zai)固(gu)溶(rong)處(chu)理(li)(li)后再進行700～750℃、15h左(zuo)右(you)的(de)時效處(chu)理(li)(li)（即脫敏處(chu)理(li)(li)）。為(wei)(wei)了消(xiao)除殘(can)余應力，則以(yi)在(zai)870℃左(zuo)右(you)加(jia)熱(re)(re)為(wei)(wei)宜。

七、應用

  此合(he)(he)金具(ju)有強韌(ren)、耐(nai)蝕(shi)的(de)(de)綜合(he)(he)性能，廣泛用于(yu)(yu)(yu)化(hua)學、石化(hua)等(deng)工業(ye)中。例如用于(yu)(yu)(yu)制造加熱器、換熱器、蒸發器、蒸餾釜、蒸餾塔、脂肪酸(suan)處(chu)(chu)理(li)用冷凝器、處(chu)(chu)理(li)松(song)香亭酸(suan)用設備等(deng)。由于(yu)(yu)(yu)合(he)(he)金在高(gao)溫下還(huan)(huan)具(ju)有高(gao)強度和(he)良好的(de)(de)抗氧(yang)化(hua)性，因而還(huan)(huan)可(ke)用于(yu)(yu)(yu)熱處(chu)(chu)理(li)工業(ye)，制造各種結構件。在核動力(li)工業(ye)中，Inconel 600合(he)(he)金具(ju)有良好的(de)(de)耐(nai)高(gao)溫耐(nai)高(gao)壓(ya)水(shui)的(de)(de)腐蝕(shi)性能，因此它也是用于(yu)(yu)(yu)壓(ya)水(shui)堆(dui)核電廠(chang)的(de)(de)重要(yao)結構材料(liao)，當用于(yu)(yu)(yu)蒸發器傳熱管(guan)時(shi)，管(guan)材生產(chan)不僅(jin)需固溶處(chu)(chu)理(li)且(qie)需進行中溫脫敏處(chu)(chu)理(li)且(qie)U型管(guan)小R段尚未消除殘余應力(li)。此合(he)(he)金還(huan)(huan)可(ke)用于(yu)(yu)(yu)壓(ya)水(shui)堆(dui)核反應堆(dui)容器上的(de)(de)封頭和(he)底封頭的(de)(de)穿透件。