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NS 313 (Inconel 601)

(0Cr23Ni60Fe14Al)、 NS 313、Inconel 601合(he)金(jin)系(xi)一種既耐蝕，又抗高溫氧(yang)化，且具有較好(hao)熱強性的鎳(nie)基合金(jin)。

一、化學成分和(he)組織特點

  0Cr23Ni60Fe14Al合金(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)化(hua)(hua)學成分見(jian)表3-3-1。從表中(zhong)可知(zhi)，合金(jin)(jin)(jin)(jin)中(zhong)鉻含量(liang)較(jiao)(jiao)高(gao)，因(yin)而(er)在(zai)氧化(hua)(hua)性(xing)(xing)(xing)酸介(jie)質中(zhong)耐蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)較(jiao)(jiao)好；合金(jin)(jin)(jin)(jin)在(zai)含較(jiao)(jiao)高(gao)鉻量(liang)的(de)(de)同時，還(huan)含有(you)鋁(lv)，因(yin)而(er)，此合金(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)抗氧化(hua)(hua)性(xing)(xing)(xing)、抗硫化(hua)(hua)性(xing)(xing)(xing)能也較(jiao)(jiao)佳。此合金(jin)(jin)(jin)(jin)固溶態具(ju)有(you)穩定的(de)(de)奧氏體組(zu)織(zhi)，同時在(zai)基體上還(huan)有(you)彌散(san)的(de)(de)少量(liang)碳化(hua)(hua)物和氮化(hua)(hua)物。此合金(jin)(jin)(jin)(jin)中(zhong)完全不存在(zai)脆性(xing)(xing)(xing)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬間相，例如σ相。

二(er)、耐腐蝕性能

  0Cr23Ni60Fe14Al合金耐高溫腐蝕，特別是抗高溫氧化的性能優異，最高使用溫度可達1260℃，在一些酸、堿等介質中，例如硝酸、NaOH、稀H₃PO₄中也具有良好的耐蝕性。

  1. 抗(kang)氧化(hua)性

  圖(tu) 3-3-30、圖(tu) 3-3-31 和 圖(tu) 3-3-33 系(xi)  0Cr23Ni60Fe14Al合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)與 0Cr15Ni75Fe（Inconel 600)、0Cr20Ni32Fe (Inconel 800)兩種(zhong)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)高溫抗(kang)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)性能(neng)(neng)的比較結果，由圖(tu)可(ke)以看出，即使加熱到1260℃，0Cr23Ni60Fe14Al合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)仍具有良好的抗(kang)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)性。這主要(yao)是(shi)此合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)表面在高溫下能(neng)(neng)夠形成(cheng)非常致(zhi)密(mi)且黏(nian)附性好的氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜。圖(tu)3-3-32系(xi)國(guo)內在1150℃對 0Cr23Ni60Fe14Al所進行(xing)的抗(kang)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)性試驗(yan)結果。顯(xian)然此合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的抗(kang)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)性能(neng)(neng)與其他鎳基高鉻耐(nai)蝕合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)相比處于同一(yi)水平。

  2. 抗硫化性能(neng)

  在1.5%H₂S+98.5%H₂氣中，于650~750℃中進行的試驗結果見圖3-3-34。由圖可知，0Cr23Ni60Fe14Al合金具有較好的抗硫化性能。

 3. 耐全面腐(fu)蝕性(xing)能

  在一些酸、堿、鹽介質中，0Cr23Ni60Fe14Al合金的耐蝕性與0Cr15Ni75Fe合金相近。因此，0Cr15Ni75Fe合金的耐蝕性數據也可供參考。0Cr23Ni60Fe14Al合金在一些介質中耐蝕性數據見表3-3-12~表3-3-14。圖3-3-35系國產合金在沸騰65%HNO₃中和1150℃高溫玻璃中進行的腐蝕試驗結果。

  4.  耐應(ying)力(li)腐蝕(shi)性能(neng)

 0Cr23Ni60Fe14Al合金中的高鎳含量，故其耐(nai)氯(lv)化物、氫氧化物的應力(li)腐蝕(shi)性能也很(hen)好。表 3-3-15 是一些試驗結果(guo)。

三、力學性能

 表(biao)3-3-16系(xi)0Cr23Ni60Fe14Al合金(jin)在熱加工和固溶狀態下(xia)，一些冶(ye)金(jin)產品（板(ban)、棒、管、絲等）的室溫力學性能。

  圖(tu)(tu)3-3-36和(he)圖(tu)(tu)3-3-37經不同溫度固溶處理的0Cr23Ni60Fe14Al合金棒材的高溫力(li)學性能(neng)，試驗用棒材尺寸(cun)為Φ16mm。

  表3-3-17和表3-3-18系0Cr23Ni60Fe14Al合(he)金(jin)的(de)沖擊韌性。由表可知，即(ji)使經過中溫(wen)（540~870℃)長期時(shi)效，此(ci)合(he)金(jin)仍無脆化傾向。

  圖(tu)3-3-38和圖(tu)3-3-39分別(bie)為此合(he)金的(de)旋轉、懸臂梁疲勞試驗結果。圖(tu)3-3-40 和圖(tu)3-3-41分別(bie)為0Cr23Ni60Fe14Al合(he)金的(de)高溫(wen)(wen)蠕變和高溫(wen)(wen)持久(jiu)性能。從圖(tu)3-3-41可知，980℃固(gu)溶(rong)較1150℃固(gu)溶(rong)處理具有更(geng)高的(de)持久(jiu)強度。

四、物理性(xing)能

  物理性能見表 3-3-19

五、焊接性能

  0Cr23Ni60Fe14A1合金具有良好的可(ke)焊(han)(han)(han)(han)性(xing)。表3-3-20系根據使用環境所推薦(jian)的焊(han)(han)(han)(han)接條(tiao)件(jian)、焊(han)(han)(han)(han)接方(fang)法和焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)、焊(han)(han)(han)(han)絲選擇(ze)。

六、冷熱加工及成型性能

  0Cr23Ni60Fe14Al合金(jin)(jin)(jin)具有(you)良好(hao)的(de)(de)(de)冷、熱(re)加(jia)工性(xing)能。適宜(yi)的(de)(de)(de)熱(re)加(jia)工變形(xing)(xing)溫度(du)為(wei)870~1230℃。當大變形(xing)(xing)量加(jia)工時，要(yao)在(zai)1040~1230℃間進行(xing)。由(you)于此(ci)合金(jin)(jin)(jin)在(zai)650~871℃間有(you)一(yi)低塑性(xing)區，因此(ci)，熱(re)加(jia)工變形(xing)(xing)不能在(zai)此(ci)溫度(du)范(fan)圍內進行(xing)。熱(re)加(jia)工后的(de)(de)(de)冷卻速度(du)一(yi)般沒有(you)限制，但(dan)為(wei)了防止敏化，冷卻過(guo)程(cheng)中通過(guo)540~760℃時要(yao)盡量快(kuai)。圖3-3-42系0Cr23Ni60Fe14Al合金(jin)(jin)(jin)加(jia)工硬化性(xing)能，顯然，0Cr23Ni60Fe14Al 合金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)此(ci)種性(xing)能與前述(shu)0Cr15Ni75Fe極(ji)相近(jin)。

七、熱處理

  0Cr23Ni60Fe14Al合(he)金的(de)熱處(chu)理工藝(yi)為(wei)1100~1150℃左右(you)加(jia)熱后(hou)急冷。在(zai)某些條件下亦可在(zai)980℃左右(you)加(jia)熱后(hou)空冷。

八、應用(yong)

  由于 0Cr23Ni60Fe14Al 合金具有良好的抗氧化(hua)(hua)性和耐腐蝕性，因(yin)而主(zhu)要用于加熱設備、化(hua)(hua)學工(gong)業(ye)、環(huan)境污染控制、蘭、航天以及動力工(gong)業(ye)中。例(li)如(ru)，制造退火(huo)、滲(shen)碳(tan)、氮化(hua)(hua)等熱處理設備、部件；備種(zhong)工(gong)業(ye)爐(lu)用輻(fu)射(she)管、套(tao)筒、火(huo)焰屏蔽、燃氣噴嘴(zui)、電阻加熱元件、電阻絲(si)套(tao)管；工(gong)業(ye)用冷受器(qi)管、儲酸(suan)生產(chan)中的一些設備部件等。0Cr23Ni60Fe14AI合金的治金產(chan)品有板、管、絲(si)、帶、棒、鍛件等各種(zhong)產(chan)品。