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NS 313 (Inconel 601)

(0Cr23Ni60Fe14Al)、 NS 313、Inconel 601合金系一種既耐蝕，又抗高溫氧化，且具有較好熱強(qiáng)性的鎳基合金。

一、化學(xué)成分和組織特點(diǎn)

  0Cr23Ni60Fe14Al合金的化學(xué)成分見表3-3-1。從表中可知，合金中鉻含量較高，因而在氧化性酸介質(zhì)中耐蝕性較好；合金在含較高鉻量的同時(shí)，還含有鋁，因而，此合金的抗氧化性、抗硫化性能也較佳。此合金固溶態(tài)具有穩(wěn)定的奧氏體組織，同時(shí)在基體上還有彌散的少量碳化物和氮化物。此合金中完全不存在脆性金屬間相，例如σ相。

二、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(yōu)異，最高使用溫度可達(dá)1260℃，在一些酸、堿等介質(zhì)中，例如硝酸、NaOH、稀H₃PO₄中也具有良好的耐蝕性。

  1. 抗氧化性

  圖 3-3-30、圖 3-3-31 和 圖 3-3-33 系  0Cr23Ni60Fe14Al合金與 0Cr15Ni75Fe（Inconel 600)、0Cr20Ni32Fe (Inconel 800)兩種合金高溫抗氧化性能的比較結(jié)果，由圖可以看出，即使加熱到1260℃，0Cr23Ni60Fe14Al合金仍具有良好的抗氧化性。這主要是此合金表面在高溫下能夠形成非常致密且黏附性好的氧化膜。圖3-3-32系國內(nèi)在1150℃對 0Cr23Ni60Fe14Al所進(jìn)行的抗氧化性試驗(yàn)結(jié)果。顯然此合金的抗氧化性能與其他鎳基高鉻耐蝕合金相比處于同一水平。

  2. 抗硫化性能

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

 3. 耐全面腐蝕性能

  在一些酸、堿、鹽介質(zhì)中，0Cr23Ni60Fe14Al合金的耐蝕性與0Cr15Ni75Fe合金相近。因此，0Cr15Ni75Fe合金的耐蝕性數(shù)據(jù)也可供參考。0Cr23Ni60Fe14Al合金在一些介質(zhì)中耐蝕性數(shù)據(jù)見表3-3-12~表3-3-14。圖3-3-35系國產(chǎn)合金在沸騰65%HNO₃中和1150℃高溫玻璃中進(jìn)行的腐蝕試驗(yàn)結(jié)果。

  4.  耐應(yīng)力腐蝕性能

 0Cr23Ni60Fe14Al合金中的高鎳含量，故其耐氯化物、氫氧化物的應(yīng)力腐蝕性能也很好。表 3-3-15 是一些試驗(yàn)結(jié)果。

三、力學(xué)性能

 表3-3-16系0Cr23Ni60Fe14Al合金在熱加工和固溶狀態(tài)下，一些冶金產(chǎn)品（板、棒、管、絲等）的室溫力學(xué)性能。

  圖3-3-36和圖3-3-37經(jīng)不同溫度固溶處理的0Cr23Ni60Fe14Al合金棒材的高溫力學(xué)性能，試驗(yàn)用棒材尺寸為Φ16mm。

  表3-3-17和表3-3-18系0Cr23Ni60Fe14Al合金的沖擊韌性。由表可知，即使經(jīng)過中溫（540~870℃)長期時(shí)效，此合金仍無脆化傾向。

  圖3-3-38和圖3-3-39分別為此合金的旋轉(zhuǎn)、懸臂梁疲勞試驗(yàn)結(jié)果。圖3-3-40 和圖3-3-41分別為0Cr23Ni60Fe14Al合金的高溫蠕變和高溫持久性能。從圖3-3-41可知，980℃固溶較1150℃固溶處理具有更高的持久強(qiáng)度。

四、物理性能

  物理性能見表 3-3-19

五、焊接性能

  0Cr23Ni60Fe14A1合金具有良好的可焊性。表3-3-20系根據(jù)使用環(huán)境所推薦的焊接條件、焊接方法和焊條、焊絲選擇。

六、冷熱加工及成型性能

  0Cr23Ni60Fe14Al合金具有良好的冷、熱加工性能。適宜的熱加工變形溫度為870~1230℃。當(dāng)大變形量加工時(shí)，要在1040~1230℃間進(jìn)行。由于此合金在650~871℃間有一低塑性區(qū)，因此，熱加工變形不能在此溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。熱加工后的冷卻速度一般沒有限制，但為了防止敏化，冷卻過程中通過540~760℃時(shí)要盡量快。圖3-3-42系0Cr23Ni60Fe14Al合金加工硬化性能，顯然，0Cr23Ni60Fe14Al 合金的此種性能與前述0Cr15Ni75Fe極相近。

七、熱處理

  0Cr23Ni60Fe14Al合金的熱處理工藝為1100~1150℃左右加熱后急冷。在某些條件下亦可在980℃左右加熱后空冷。

八、應(yīng)用

  由于 0Cr23Ni60Fe14Al 合金具有良好的抗氧化性和耐腐蝕性，因而主要用于加熱設(shè)備、化學(xué)工業(yè)、環(huán)境污染控制、蘭、航天以及動(dòng)力工業(yè)中。例如，制造退火、滲碳、氮化等熱處理設(shè)備、部件；備種工業(yè)爐用輻射管、套筒、火焰屏蔽、燃?xì)鈬娮臁㈦娮杓訜嵩?、電阻絲套管；工業(yè)用冷受器管、儲酸生產(chǎn)中的一些設(shè)備部件等。0Cr23Ni60Fe14AI合金的治金產(chǎn)品有板、管、絲、帶、棒、鍛件等各種產(chǎn)品。