鎳基高溫合金
一、Inconel600概述
Inconel600是早期發展的鎳-鉻-鐵基固溶強化合金，具有良好的耐高溫腐蝕和抗氧化性能、優良的冷熱加工和焊接工藝性能，在700℃以下具有滿意的熱強性和高的塑性。合金可以通過冷加工得到強化，也可以用電阻焊、溶焊或釬焊連接，可供應冷軋薄板、熱軋厚板、帶材、絲材、棒材、圓餅、環坯、環形鍛件等，適宜制作在1100℃以下承受低載荷的抗氧化零件。 深圳華鎳免費提供材料樣品郵寄。
1.1 材料牌號 Inconel600。
1.2 Inconel600相近牌號 Inconel，GH600，GH3600(中國）。
1.3 Inconel600化學成分 見表1-1。
表1-1 %
C | Cr | Ni+Co | Al | Ti | Fe | Nb+Ta | Mn | Si | P | S | Cu |
≤0.15 | 14.0～17.0 | ≥72 | ≤0.35 | ≤0.50 | 6.00～10.00 | ≤1.00 | ≤1.00 | ≤0.50 | ≤0.040 | ≤0.015 | ≤0.50 |
注：
1 航天用材料標準BZ-44-9003B-0規定ω(C)≤0.10%,ω(P)≤0.020%,ω(Nb)≤1.00%。
2 撫高新1995-13標準規定ω(P)≤0.025%,ω(Nb)≤1.00%。
1.4 熱處理制度 板材：1010～1050℃，3～5min/mm，空冷；帶材：1010℃±10℃，空冷；絲材：1065℃±10℃，空冷。棒材、環形件檢驗試驗經1010℃±10℃，空冷固溶處理。
1.5 規格及供貨情況可供應各種規格的板材、棒材、鍛件、帶材、線材、圓餅、環坯和環鍛件。棒材以鍛造軋制狀態供應，表面拋光或磨光；圓餅和環坯以鍛造狀態供應；該環以固溶體狀態提供；固溶、堿酸洗、矯直、切邊后供板；帶鋼經冷軋、固溶、去氧化皮后出廠；線材以固溶酸洗圓盤或直條、固溶直條和精細拋光的狀態輸送。
1.6 熔煉與鑄造工藝 合金采用下列工藝之一進行熔煉：(1)非真空感應熔煉加電渣重熔；(2)電弧爐熔煉加電渣重熔；(3)真空熔煉。
1.7 應用概況與特殊要求 該合金在國外有成熟的使用經驗，在國內已制成航天發動機零部件，通過試飛試驗，在航空上也開始使用。
二、Inconel600物理及化學性能
2.1 Inconel600熱性能
2.1.1 熔化溫度范圍 1370～1430℃[1]。
2.1.2 熱導率 見表2-1。
表2-1[2]
θ/℃ | 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 |
λ/（W/（m·℃）） | 12.85 | 13.94 | 15.15 | 16.62 | 18.71 | 20.72 | 22.40 | 24.49 | 27.00 | 29.51 | 31.60 |
2.1.3 比熱容 見圖2-1。
2.1.4 線膨脹系數 見表2-2。
2.2 Inconel600密度 ρ=8.43g/cm3。
2.3 Inconel600電性能 電阻率見圖2-2。
表2-2[2]
θ/℃ | 20～200 | 20～300 | 20～400 | 20～500 | 20～600 | 20～700 | 20～800 | 20～1000 |
α/10-6℃-1 | 12.35 | 12.75 | 13.10 | 13.55 | 14.50 | 15.15 | 15.70 | 16.20 |
2.4 Inconel600磁性能 合金無磁性。
2.5 Inconel600化學性能
2.5.1 抗氧化性能 在空氣介質中試驗100h的氧化速率見表2-3。
表2-3[3]
θ/℃ | 800 | 900 | 1000 |
氧化速率/(g/m2·h) | 0.01865 | 0.05724 | 0.13718 |
Inconel600力學性能
Inconel600技術標準規定的性能 見表3-1。
表3-1
品種 | θ/℃ | 拉伸性能 | HBS | 彎曲試驗 | |||
σb/MPa | σP0.2/MPa | δ5/% | φ/% | ||||
棒材 | 20 | ≥585 | ≥240 | ≥30 | - | 134～217 | - |
圓餅、環坯或環形件 | 20 | ≥520 | ≥205 | ≥35 | - | ≥187 | - |
熱軋板 | 20 | ≥550 | ≥240 | ≥35 | ≥40 | - | - |
900 | ≥95 | ≥45 | ≥40 | ≥50 | - | - | |
冷軋板 | 20 | ≥550 | ≥240 | ≥30 | - | - | ① |
900 | ≥90 | ≥40 | ≥60 | - | - | - | |
冷軋板 | 20 | ≥550 | ≥200 | ≥30 | - | - | 測試 |
帶材 | 20 | ≥550 | ≥240 | ≥30 | - | - | ① |
絲材 | 20 | 實測 | 實測 | 實測 | - | HV≤151 | 冷鍛合格 |
① 供應狀態板材應進行室溫彎曲試驗，芯棒直徑等于產品厚度乘以表3-2的彎曲系數，彎曲軸線應平行于軋制方向，彎曲180°以后，在放大20倍下檢查，不得有裂紋存在。
表3-2
產品厚度/mm | <0.25 | 0.25～1.30 | >1.30～4.00 |
彎曲系數 | 雙方協議 | 1 | 2 |
Inconel600組織結構
4.1 Inconel600相變溫度
4.2 Inconel600時間-溫度-組織轉變曲線
4.3 Inconel600合金組織結構 合金在1120℃處理2h后，僅有TiN氮化物和Cr7C3型碳化物，在870℃經1500h長期時效后，組織中仍然是Cr7C3和TiN，說明合金的組織是穩定的。
五、Inconel600工藝性能與要求
5.1 Inconel600成形性能 合金具有良好的熱加工性能，鋼錠鍛造加熱溫度為1110～1140℃；末鍛溫度不小于950℃，板坯軋制加熱溫度為1130～1170℃，精軋加熱溫度為1090～1130℃。成品固溶處理溫度為1010～1050℃。
5.2 Inconel600焊接性能 合金焊接性能良好，可用電弧焊、氬弧焊、電阻焊和釬焊等各種方法連接，大型或復雜的焊接結構件在熔焊后應在870℃退火1h，以消除焊接應力。
5.3 Inconel600零件熱處理工藝 零件的熱處理工藝應按相應的材料標準的熱處理制度進行。薄板和帶材零件的退火處理應在保護氣氛中進行。
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