英科耐尔|Inconel

                    inconel产品的均匀腐蚀可以发生在酸性或热的碱性溶液。通过这种机制可以预计的亏损,并在设计允许的。inconel产品的腐蚀速率非常慢时,该金属是在被动状态,一般的是耐腐蚀性更好地较大的铬含量,但其他的溶质可以是有害的。

                    产品分类 / 用途

                    0Cr15Ni75Fe (Inconel 600)


                    GH 3600 / Inconel 600 /  N06600 /  NS312 / 2.4816 / NCF600 / 0Cr15Ni75Fe


                     Inconel 600 合金 于20世纪30年代问世,是镍铬合金中用量最大的一种,从20世纪50年代末到60年代初开始,此合金作为第二代耐应力腐蚀材料,代替18-8型Cr-Ni奥氏体不锈钢大量用于核反应堆的蒸发器。它兼有耐腐蚀、耐热和抗氧化且易加工、焊接等性能特点。因为成分简单又易于生产,所以它的价格在所以镍铬合金中是较低的。


                    0Cr15Ni75Fe 合金 固溶态具有纯奥氏体组织,有时在奥氏体基体上存在着少量TiC和TiN(当合金中含钛时)。合金在540~980℃间还会有Cr7C3和Cr23C6等碳化物沿着晶界或在基体上析出。研究表明,温度高于760℃会有Cr7C3碳化物沉淀,温度低于760℃则会析出Cr23C6碳化物。


                    一、化学成分


                                                                                  Inconel 600 合金的化学成分 %
                          牌号    C   Mn   Si    Cr   Ni     S    P    Ti   CuFe
                    0Cr15Ni75Fe

                    Inconel 600
                     ≤0.15 ≤1.0 ≤0.514~17  ≥72  ≤0.015 ≤0.015加入 ≤0.056~10




                    二、力学性能


                     Inconel 600合金的室温和低温力学性能(包括冲击、疲劳、硬度等)与一般Cr-Ni奥氏体不锈钢相近,具有良好的强度和塑、韧性的配合。此合金的高温力学性能(包括瞬时、蠕变和持久)则显优于镍含量低的一般奥氏体不锈钢,可以允许在承受载荷的条件下,在600~650℃长期使用。试验还表明在600℃长期使用后,此合金无脆化倾向。



                       1. Inconel 600合金的室温力学性能


                                           Inconel 600 合金的室内温度力学性能
                    材料品种及状态σb/MPaσ0.2/MPaδ/%硬度(HRB)
                    棒材: 冷拔退火550~690175~34555~3565~85B
                          冷拔态720~1035550~86030~1090B~30C
                         热加工退火态550~690205~34555~3568~85B
                          热加工态585~825240~62050~3075~95B
                    板材:热轧退火态550~725205~34555~3565~85B
                          热轧态585~760240~45050~3080~95B
                    薄板:冷轧退火态550~690205~31055~35≤88
                          冷轧硬化态825~1035620~86015~2≥24
                    带材:冷轧退火态550~690205~31055~35≤84
                          冷轧回火态1000~1170825~110010~2≥34
                    管材:热轧态515~690175~34555~35
                          热轧退火态515~690175~34555~35
                          冷拔退火态550~690175~34555~35≤88
                    丝材:冷拔退火态550~825240~51545~20
                          冷拔回火态725~930480~72535~15
                          弹簧回火态1170~15151035~14455~2


                      2. Inconel 600 合金的冲击性能(V型夏比试样)



                    Inconel 600 合金的冲击性能(V型夏比试样)
                    试验温度/℃冲击功/J
                    横向纵向固溶态冷拔态
                    2186.183.7
                    -7988.890.8
                    -19682.483.1
                    21
                    244155
                    430254144
                    540217116
                    650217141
                    760209221



                     3.  Inconel 600 合金的低温冲击性能



                    Inconel 600 合金的低温冲击性能
                    试验方向试验温度/℃冲击功/J
                    横向2186
                    -7989
                    -19682
                    纵向2184
                    -7991
                    -19683



                     4. Inconel 600 合金棒材的室温冲击性能



                    Inconel 600 合金棒材的室温冲击性能
                    试验状态冲击功/J
                    埃左氏缺口夏比U型缺口
                    冷拔165310
                    冷拔+退火95~135205
                    热轧165310
                    热轧+退火135~165221



                     5. Inconel 600 合金的高温冲击性能(夏比V型试样)


                            Inconel 600 合金的高温冲击性能(夏比V型试样)
                    温度/℃冲击功/J
                    退火态冷拔态
                    21243154
                    427253114
                    538217117
                    649217141
                    760208221



                    三、耐蚀性能


                       1. 全面腐蚀


                      Inconel 600合金在大气、水和蒸汽介质中耐腐蚀性极佳。在一些弱酸、稀的氧化性和还原酸中,耐蚀性也很好。在各种弱有机酸中,腐蚀速率也很低。例如,在室温醋酸中,腐蚀速率0.0025~0.1mm/a之间。此合金特别耐碱的腐蚀,如在NaOH中,NaOH浓度达80%时亦很耐腐蚀;当NaOH中有硫化物时,其耐蚀性优于纯镍;在150℃,50%硫化钠中试验,年腐蚀速率仅为0.1mm。0Cr15Ni75Fe合金还耐各种中性、苛性盐的腐蚀。在一些强酸中,0Cr15Ni75Fe合金的耐蚀性不良,如在H3PO4和H2SO4中,仅能用于室温条件下;在盐酸、氢氟酸中仅能用于室温且浓度非常稀的情况下;室温下的干氯气和干氯气化氢气并不腐蚀0Cr15Ni75Fe合金。但在高温下仅能用≤550℃氟化氢气体中。


                        a. Inconel 600 合金在硫酸中的腐蚀速率




                               Inconel 600 合金在硫酸中的腐蚀速率
                    浓度%腐蚀速率/mm?a–1浓度 %腐蚀速率/mm?a–1
                    室温沸腾温度室温沸腾温度
                    100.0813.429600.048__
                    200.0514.724700.058__
                    300.0645.486800.566__
                    400.04617.79980.188__
                    500.041__



                         b.   Inconel 600 合金在盐酸中的腐蚀速率


                               Inconel 600 合金在盐酸中的腐蚀速率
                    酸浓度%温度/℃试验时间充气情况流速/m?mim–1腐蚀速率/mm?a–1
                    53020充氢气5.10.33
                    53020充空气5.12.46
                    5.930120充空气01.14
                    5.980120充空气018.03
                    58520充氢气5.140.38
                    58520充空气5.149.53


                       2. 晶间腐蚀


                      试验表明,在较低温度下,碳在Inconel 600合金中固溶度是很低的,当温度低到650℃时,碳的固溶度低于0.01%。因此,Inconel 600合金若经550~850℃中温敏化处理,由于Cr23C6和Cr7C3等碳化物沿晶界沉淀,会产生贫铬区,从而使Inconel 600合金在一些介质中具有晶间腐蚀倾向。一般说来Inconel 600合金的晶间腐蚀倾向要高于18-8、18-12-Mo等Cr-Ni不锈钢。 20世纪80年代初的研究表明,Inconel600合金经1100℃水冷固溶处理后,在经700℃敏化(时效)时间的增长,晶界铬浓度有明显的不同:敏化 5小时,晶界铬浓度会从原有15%降到6%,敏化10h后降低到了4%,但随着敏化时间的增长,当达到100h时,晶界浓度则可高达12%以上。据此提出了镍铬合金固溶处理后再经700℃的适宜时间保温的时效处理以防止晶间腐蚀和晶间应力腐蚀的热处理工艺。此工艺早已在Inconel 600 压水堆蒸发器传热管生产中采用已推广用于同一用途的 Inconel 690 传热管的生产,此工艺称为脱敏处理(desensitization ,TTV).


                      3. 应力腐蚀


                      国内外的大量实验室实验曾已证实,无论是在高浓度氯化物中,还是在含有OH﹣的苛性溶液中,无论是在含微量氯化物和氧的热水以及高温水中,镍对提高Ni-Cr-Fe合金的耐应力腐蚀性能都是有效的。因此普遍认为含有很高镍含量的Inconel600合金具有优良的耐应力腐蚀性能。但在实际使用中,特别是在压水堆蒸发器传热管工作条件下又发现Inconel600合金对应力腐蚀不仅不免疫,而且还具有相当高的敏感性,甚至在高温高压纯水中也不例外。研究指出Inconel600合金的这些晶间应力腐蚀的敏感性可以通过进行时效(脱敏)处理来加以抑制。


                      4. 点蚀


                     由于Inconel600合金铬含量低且不含钼,因此,此合金不能用于耐点蚀和易引起点蚀的环境中。例如Inconel600合金在流动的海水和海水喷淋条件下耐蚀性良好,但在静止海水中,此合金便会由于点蚀的产生而遭到破坏。


                    四、焊接性能


                    Inconel 600合金焊接性能良好。它可以采用常用的焊接方法进行同材和异材焊接。对于气体保护金属弧焊接,可采用Inconel 182和132焊条。对于MIG和TIG焊接,则可用Inconel 62焊丝。


                    五、冷热加工及成型性能


                     Inconel 600合金正常的热加工温度为871~1232℃,大变形量时,适宜温度在1038~1232℃之间,小变形量适宜温度≥871℃。由于此合金在650~871℃间有一热脆区,故热加工要避开此区间。此合金冷加工性能与Cr-Ni奥氏体不锈钢相近。但冷加工硬化速度要比不锈钢低。由于Inconel 600合金冷、热加工性能均佳,因此,合金的冷热成型性也很好,不会有任何困难。


                    六、热处理


                    为了使合金中碳化物溶解以得到最佳的固溶效果,Inconel 600合金的固溶(退火)温度一般为1093~1149℃。此时,合金耐全面腐蚀性能和抗高温蠕变、耐持久性能最好。但是,为了得到高强度、耐疲劳、耐腐蚀的综合性能,对于室温和较低温度使用的Inconel 600合金还是以选中具有微细晶粒的热处理工艺为好,一般选用较低的热处理温度。为了提高此合金的耐高温耐高压水的氯化物以及苛性应力腐蚀性能,目前建议在固溶处理后再进行700~750℃、15h左右的时效处理(即脱敏处理)。为了消除残余应力,则以在870℃左右加热为宜。


                    七、应用


                      此合金具有强韧、耐蚀的综合性能,广泛用于化学、石化等工业中。例如用于制造加热器、换热器、蒸发器、蒸馏釜、蒸馏塔、脂肪酸处理用冷凝器、处理松香亭酸用设备等。由于合金在高温下还具有高强度和良好的抗氧化性,因而还可用于热处理工业,制造各种结构件。在核动力工业中,Inconel 600合金具有良好的耐高温耐高压水的腐蚀性能,因此它也是用于压水堆核电厂的重要结构材料,当用于蒸发器传热管时,管材生产不仅需固溶处理且需进行中温脱敏处理且U型管小R段尚未消除残余应力。此合金还可用于压水堆核反应堆容器上的封头和底封头的穿透件。



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