0Cr15Ni75Fe (Inconel 600, NS 312)
此种合金于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。因为成分简单又易生产,所以它的价格在所有镍铬合金中是较低的。
化学成分和组织特点
此合金的化学成分见表。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。
牌号 |
C |
Mn |
Si |
Cr |
Ni |
S |
P |
Ti |
Cu |
Fe |
Co |
0Cr15Ni75Fe(中国) Inconel 600(美国) |
≤0.15 |
≤1.0 |
≤0.5 |
14~17 |
≥72 |
≤0.015 |
≤0.015 |
加入 |
≤0.05 |
6~10 |
|
FC15Fe (法国) ① |
0.01~0.05 |
≤1.0 |
≤0.5 |
14~17 力求 ≥15.5 |
≥72 |
≤0.015 |
≤0.025 |
≤0.50 |
≤0.50 |
6~10 |
≤0.10 力求 ≤0.05 |
① 用于压水堆蒸发器传热管。
焊接性能
0Cr15N175Fe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。
冷热加工及成型性能
0Cr15Ni75Fe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0Cr15Ni75Fe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。
热处理
为了使合金中碳化物溶解以得到最佳的固溶效果,0Cr15Ni75Fe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0Cr15Ni75Fe合金还是以选择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。
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,0Cr15Ni75Fe合金具有良好的耐高温高压水的腐蚀性能,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段尚需消除残余应力。此合金还可用于压水核反应堆容器上的上封头和底封头的穿透件。