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镍铬铁合金Inconel600（UNS N06600/2.4816）材料简介

INCONEL600镍-铬-铁合金（UNS N06600/W.Nr.2.4816）是耐腐蚀和耐热应用中的标准工程材料。该合金同时具有优异的机械性能并表现出了高强度并具有良好加工性的综合性能。INCONEL600合金的限定化学成分见表1。高镍含量使合金耐很多有机和无机化合物腐蚀，同时使该合金从根本上对氯离子应力腐蚀开裂免疫。铬具有耐硫化物和高温氧化条件或腐蚀性溶液的能力。该合金不能沉淀强化，其硬化或强化只能通过冷作达到。INCONEL600的多功能性使其应用在各种涉及从低温到2000°F(1095°C)的温度范围。由于该合金的高强度和耐蚀性使在化工中得到大量应用，包括脂肪酸工艺中的加热器、蒸馏器、泡罩塔和冷凝器；硫化钠制造工艺中的蒸发器管、管板和压片盘；纸浆制造中的松香酸处理设备等。合金的高温强度和抗氧化性使其在很多热处理工业得到应用。它被用于釜、马福、滚动炉壁和其它炉子部件及热处理蓝和托盘。在航空领域，INCONEL600用在承受高温的各种发动机和机身部件中。例如：锁线、排气衬里和涡轮密封。NCONEL600用在电子行业中如：阴极射线管支架、闸流管栅格、管子支撑膜片和弹簧等。该合金是用于核反应器建造的标准材料。它具有优异的抗高纯水腐蚀能力同时没有发现在反应器水系统中氯离子应力腐蚀开裂的迹象。在核应用中，该合金是按照严格的规范生产的并被指定为INCONEL600T合金。

表1–限定化学成分%表2–物理常数

物理常数和热性能

INCONEL600的一些物理常数见表2；在低温和高温的热性能见表3。在各种温度下拉伸状态的弹性模量见表4。总的半球发射率和发射率的测量值见表5。这里报告的物理常数和热性能是典型值，但不能用做标准规范。

机械性能

如表6中所列的名义机械性能，根据不同的形式和状态，INCONEL600可以达到很宽范围的强度和硬度。在退火状态，合金表现出中等屈服强度范围25,000到50,000psi(172到345MPa)。在该强度范围，配合55—35%的延伸率，使该材料不难加工。但大的冷变形材料其拉伸强度可以达到220,000psi(1517MPa)。该出版物中的性能是典型数据，除非说明最小或最大值，否则不能用于做标准规范。

a除室温数值是在-320°F(-196°C)测量之外，其余为在70°F(21°C)和表中温度之间的平均线膨胀系数。

a在2000°F(1090°C)下空气中加热13分钟氧化在1500°F(815°C)加热15分钟、1800°F(980°C)加热15分钟、2100°F(1150°C)加热15分钟氧化。

表3–热性能表4–弹性模量

表5–发射率

表6–典型机械性能范围a

表中列出的数值是从各种不同产品尺寸中综合得出的，所以不能用做标准规范。性能是直径为0.0625-to0.250-in.(1.6to6.4mm)的数值。其它尺寸性能可能不同。

图 1.冷拔棒的高温拉伸性能.

腐蚀抗力

奥氏体铬镍不锈钢有时会由于应力腐蚀开裂而出现灾难性的失效。这种失效通常与环境中含有氯离子并同时存在应力、水、溶解氧以及其它因素。奥氏体合金在氯离子溶液中的穿晶开裂随合金的镍含量升高而降低。INCONEL600合金的最小镍含量为72%，对氯离子应力腐蚀开裂是完全免疫的。

INCONEL600的成分使其可耐对各种腐蚀。合金的铬含量使其在氧化环境具有比纯镍更实用，而高镍含量又使其保持在还原环境有相当好的抗力。镍含量同时提供了优异的耐碱溶液的抗力。合金在强氧化性酸中有相当好的抗腐蚀能力。然而，溶解空气单独的氧化效果不足以保证完全钝化和免于含饱和空气的矿物酸和一定浓度的有机酸的侵蚀。

应力腐蚀开裂

在1650°F/1小时或1450°F/4小时(900°C/1小时或790°C/4小时)完全消除应力，而且使用应力也应该保持在最低状态。在汞存在的场合较高温度下也可能发生应力腐蚀开裂。合金在存在汞的场合而且温度较高时也应该遵照对苛性碱使用条件的推荐方法。

高温应用

INCONEL600大量应用在炉子和热处理领域中的加热瓶、箱、马氟、线带、滚筒炉膛以及需要抗氧化和抗炉子环境的其它相似部件。该合金由于其抗高温氮而作为渗氮应容器的标准材料。INCONEL600合金在中温环境抗硫化物侵害，但在高温含硫环境会发生硫化作用。装配中有时会使用的硫化钼润滑剂，在材料随后会被用在高于800°F(427°C)的情况下就不应该使用。

热处理

合金在加热过程中的行为是由一系列变化的相互作用决定的：冷作量、晶粒尺寸、化学成分和材料尺寸。因此，热处理的时间和温度通常是由实验决定的。通常在1850°F/15分钟(1010°C/15分钟)的退火处理会形成软材料。短暂的暴露在1900°F(1040°C)可以形成软材料而不产生粗晶粒结构。在合金加热到1800°F(980°C)之前不会出现晶粒增长。在此温度时，合金中散布的抑制晶粒增长的碳化物细小颗粒开始发生结合。碳化物的溶解发生在大约1900°F(1040°C)。在2000°to2100°F(1090°to1150°C)温度下处理1到2小时可以完全溶解碳化物并导致晶粒尺寸的增加。固溶处理对获得最大的蠕变和断裂强度有利。通常由于细晶材料具有更好的耐蚀性和高的拉伸、疲劳和冲击性能而受欢迎。细晶材料在所有低温应用、大部分中温应用以及在需要冲击和耐蚀性的高温应用中使用。晶粒尺寸取决于工艺。热轧材料由于通常是在相对较低的温度下完成的而具有较小的晶粒尺寸。退火对热轧材料的晶粒尺寸有小量影响。冷拔或冷轧材料不管在冷作或退火条件都将具有小晶粒尺寸。固溶处理不管在热加工或冷加工材料都将形成粗晶粒尺寸。冷作材料的再结晶温度和时间根据冷作量和特定成分的不同而有很大的变化范围。

加热与酸洗

INCONEL600合金向所有镍基合金一样在加热前必须清洁并在无硫环境加热。锻造或开式退火环境应该保持小量的还原环境来避免过量的氧化。加热后的冷却速率对INCONEL600合金的机械性能有少量影响。但合金在1000°to1400°F(540to760°C)温度范围内会出现碳化物析出，因此当材料需要酸洗或在需要在无敏化环境使用时，应该快速冷却通过这个温度范围。合金只能在非常干的氢气或真空下进行光亮加热；通常在需要光亮表面时必须进行酸洗。

焊接性

由于该材料具有较高的热裂纹敏感性,容易出现气孔;液体流动性差,不像钢焊缝金属那样容易润湿展开,不易流到焊缝两边,很容易发生未熔合现象,故在设备和管道安装中,该材料的焊接成为一大难题。为此制定出了合适的焊接工艺,经过焊接工艺评定后,成功地应用于实践,取得了令人满意的效果,从而保证了氧化反应器这一新产品的顺利投产。氩弧焊选用手工脉冲WS-300直流钨极氩弧焊机,保护气体为氩气,氩气纯度为99.99%,焊条电弧弧焊选用ZX5-630直流焊机。在实际操作中还要慎重考虑工艺因素的影响,包括气体流量、喷嘴至工件的距离、焊接速度和焊接方向、焊接接头形式和电弧功率大小等因素。焊前必须完全清除表面氧化皮等杂质,污物和油脂用丙酮清洗,油漆用碱清除,标记墨水用甲醇清除,特别是焊接接头两侧各50mm的范围,包括钝边和坡口,从而保证焊件表面的清洁性(1)焊条焊前需经150℃烘焙1h后随用随取。(2)焊接位置:板对接平焊。(3)施焊技术:直线运弧焊接。(4)层间温度≤150℃。(5)采用单面焊双面成形的施焊方法,焊接坡口。焊材

Inconel182(ERNiCrFe-3)Inconel82(ERNiCr-3)。

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