英科耐爾INCONEL

Inconel600鎳基高溫合金

一、名稱
Inconel600，又名Inconelalloy600.
二、概述
inconel600是30多年前研制的比較簡單的鎳-鉻-鐵固溶體耐熱合金，是inconel系統ZUI早的合金，它具有良好的抗高溫腐蝕性能、抗氧化性能、冷熱加工性能及低溫機械性能，在650℃戰下着較高的強度，合金還可以通過冷加工得到強化，成型性能良好，類似于低合金鋼，易于焊接。不但可用作變形材料而且可通過砂鑄和離心鑄造工藝做成鑄件，是早期廣泛應用的合金之一。
三、化學成分表
16.1化學成分，%

AMS（3）和（7）不要求Mn，Cr，Fe、Co、Ni嚴格按此極限。
**AMS（7）規定爲0.06.
1. AMS5540G，闆材，帶材;
2. AMs5580D，管材;
3. AMS5565G，棒材，條材，鍛件;
4. AMS5679B，焊條;
5. AMS5683B，焊條;
6. AMS5684B;
7. AMS5687F，線材。
四、品種
各種尺寸的薄闆帶材、厚闆、棒材、鍛件、絲材和管材。各種産品都在退火狀态下使用。
闆材和帶材都可在深拉、表面硬化、四分之一硬化、二分之一硬化、四分之三硬化、全硬化和SPRINGTEMPER狀态下使用。厚闆可在軋制狀态下使用。棒材、絲材和管材可在冷拔狀态下使用.
五、熱處理制度
爲了滿足工藝上的需要和某些性能的要求，合金需要退火和消除應力處理。爲使合金變軟，得到最好的成形性，一般在980℃退火15分鍾或在1040℃退火幾秒鍾，延長在1040℃的退火時間會引起晶粒長大，
鍛件退火可在1040-1065℃進行，爲了得到高溫蠕變和持久強度，需在1095-1150℃退火1-2小時，爲了完全消除應力，需在870℃加熱1小時，爲使彈簧獲得适宜的抗松弛能力和疲勞強度，需在480℃加熱1小時。
六、物理化學性能
密度：8.43
熔化溫度：1370-1430℃
導熱率（圖16.1）（可向1/3/4+7/2/7/8/7/9/9/0聯系索取圖表）
圖16.1合金的導熱率（圖中不同曲線表示不同文獻）
熱膨脹系數（圖16.2）
圖16.2合金的熱膨脹系數
比熱（圖16.3）
圖16.3合金的比熱
電阻率（圖16.4）
7.抗氧化和抗腐蝕性能
合金在淡水和流動的海水中，具有較好的抗腐蝕能力，在靜止的海水中，可能産生腐蝕斑金的抗氧化性能比純鎳好，對各種廢氣、堿性溶液和大多數有機酸及化合物的腐蝕抗力很高，合金不易産生氯離子的應力腐蝕裂紋.但在高濃度苛性堿或高溫水銀的條件下，易産生應力腐蝕裂紋。
合金的抗氧化性能良好，抗氧化溫度可達1180℃.
七、機械性能
1.室溫機械性能（1）拉伸性能
表16.2AMS（航字材料标準）規定的機械性能
表16.3各種不同狀态下典型的拉伸性能
表16.4不同鍛造工藝鍛件的室溫性能
（2）硬度（圖16.5-16.6）
圖16.5室溫和高溫布氏硬度（可向1/3/4+7/2/7/8/7/9/9/0聯系索取圖表）
圖16.6硬度對棒材，闆材和帶材室溫拉伸性能的影響
（3）壓縮性能（圖16.7）
圖16.7棒材和管材的壓縮屈服性能和拉伸強度的關系
圖16.9闆材的拉伸強度和承受強度的關系（c/D--邊緣距離/孔徑）
剪切性能（圖16.8）
（5）承受強度（圖16.9）
2不同溫度的機械性能
（1）拉仲性能（表16.5;圖16.0-16.11）
（2）沖擊性能（圖16.12;表16.6）（可向1/3/4+7/2/7/8/7/9/9/0聯系索取圖表）
圖16.10試驗溫度對熱軋棒材拉伸性能的影響
表16.5
圖16.11低溫對冷拉和退火材料拉伸性能的影響
圖16.12試驗溫度對退火、熱軋，冷拉材料沖擊強度的影響
表16.6低溫拉伸和沖擊性能
（拉伸試樣取自冷拉線材，沖擊試樣取自厚闆）
（3）剪切強度（圖16.13）
3持久和蠕變性能（圖16.14-16.26;表16.7）
圖16.13試驗溫度和加熱時間對線材剪切強度的影響
圖16.14薄闆和厚闆在730-980℃的蠕變和特久曲線
圖16.15棒材在540-1150℃的持久曲線
圖16.16闆材在705-900℃的蠕變和持久曲線（試樣經冷加工20%+1040℃4.5分鍾退火，氩氣中試驗）
圖16.17闆材在705-900℃的蠕變和持久曲線（試樣經1120℃退火，氩氣中試驗）（可向1/3/4+7/2/7/8-7/9/9/0聯系索取圖表）
圖16.18闆材在70--900℃的蠕變和持久曲線（試樣經1120℃2小時退火，在30号溶鹽中試驗）
圖16.19在430-1150℃，1000小時引起第二階段蠕變速率爲0.01%所需的蠕變應力
圖16.20在430-1150℃，1000小時引起第二階段蠕變速率爲0.1%所需的蠕變應力
【冷加工20%+1040℃，4.5分鍾】試驗條件∶815℃，2.5公斤/毫米*30号溶鹽
圖16.21闆材厚度對蠕變和持久性能的影響
圖16.22光滑和缺口闆材試樣在730-980℃的持久曲線
圖16.23闆材在650-900℃的等時應力一應變曲線
圖16.24經1040℃退火闆材在705-900℃氫氣中試驗的等時應力-應變曲線
圖16.25經1040℃退火闆材在705-900℃氩氣中試驗時的等時應力-應變曲線
表16.7熱精軋Inconel600合金的100，000小時持久和蠕變數據100，000小時持久強度和蠕變數據。
圖16.26熱精軋的Inconel600的設計數據
4疲勞性能（表16.8;圖16.27-16.30）
表16.8棒材室溫疲勞性能
圖16.27鍛造試樣的旋轉彎曲疲勞試驗（R=-1）
圖16.28不同工藝的鍛件的室溫循環應變疲勞曲線
圖16.29試驗溫度對棒材疲勞強度的影響
5.彈性性能（圖16.31）（可向1/3/4+7/2/7/8-7-9-9-0聯系索取圖表）
圖16.30室溫和高溫下的循環應變疲勞曲線
圖16.31熱軋棒材在室溫和高溫下的彈性模量
八、工藝
合金一般采用非真空感應爐熔煉，但以真空感應加電渣重熔工藝最好。
鍛造或熱軋的最高加熱溫度爲1230℃，當進行大變形量加工時，加工溫度在1040-1230℃之間，小變形可繼續進行到870℃.爲了使成品具有較細的晶粒，最後再加熱的溫度應稍低于1230℃。合金在650-870℃的塑性較低，不宜于加工。
冷加工可采用鋼或不鏽鋼的标準工藝，加熱和退火應在弱還原性無硫氣氛中進行，還原氣氛中氫和一氧化碳的含量至少爲2%，光亮退火應在幹燥的氩氣中進行。
合金的焊接性能良好，可采用一般焊接工藝.
表16.9工業中常用的焊接工藝
九、組織
合金在1120℃處理2小時後，僅有TiN氮化物和碳化物，在870℃經1500小時長期熱處理後，組織中仍然是TiN，這說明合金的組織是很穩定的．但是在較低溫度延長受熱時間，組織和性能都有些變化，圖16.2爲合金在565℃、620℃受熱10.000小時後的室溫拉伸性能。圖16-33爲長期受熱後的組織變化。在565℃受熱5200小時的電子顯微鏡照片見圖16.34，晶界析出大塊連續的樹枝狀沉澱物，經X射線和電子衍射分析證明是碳化物。這種組織上的變化造成合金的塑性下降。在同一溫度下将受熱時間延投到10200小時，晶界析出物發生聚集，變成不連續的顆粒（圖16.35）塑性得到恢複.
除晶界析出物外，在565℃受熱5200小時後還發現了針狀的晶内析出物（圖16.36），（可向1/3/4+7/2/7/8-7-9-9-0聯系索取圖表）這種針狀析出物經X射線衍射、薄膜電子衍射證明是碳化物。但是這種組織的變化對合金的性能影響不大.
十、用途
用于制造噴氣發動機的燃燒容，加力燃燒室;排氣支管，馬弗爐，滲碳容器，固定件，熱處理、設備轉輥，彈簧、熱交換器管道，化工食品設備，反應堆控制棒和管道。
曾在J75發動機和JT3D-1發動機上用作燃燒室，在JT3D-1、3，JT8D發動機上用作一級隔圈，在JT9D發動機上用作三、四、五、六級隔圈。
參考文獻
略。。