英科耐尔INCONEL

Inconel600镍基高温合金

一、名称
Inconel600，又名Inconelalloy600.
二、概述
inconel600是30多年前研制的比较简单的镍-铬-铁固溶体耐热合金，是inconel系统ZUI早的合金，它具有良好的抗高温腐蚀性能、抗氧化性能、冷热加工性能及低温机械性能，在650℃战下着较高的强度，合金还可以通过冷加工得到强化，成型性能良好，类似于低合金钢，易于焊接。不但可用作变形材料而且可通过砂铸和离心铸造工艺做成铸件，是早期广泛应用的合金之一。
三、化学成分表
16.1化学成分，%

AMS（3）和（7）不要求Mn，Cr，Fe、Co、Ni严格按此极限。
**AMS（7）规定为0.06.
1. AMS5540G，板材，带材;
2. AMs5580D，管材;
3. AMS5565G，棒材，条材，锻件;
4. AMS5679B，焊条;
5. AMS5683B，焊条;
6. AMS5684B;
7. AMS5687F，线材。
四、品种
各种尺寸的薄板带材、厚板、棒材、锻件、丝材和管材。各种产品都在退火状态下使用。
板材和带材都可在深拉、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状态下使用。厚板可在轧制状态下使用。棒材、丝材和管材可在冷拔状态下使用.
五、热处理制度
为了满足工艺上的需要和某些性能的要求，合金需要退火和消除应力处理。为使合金变软，得到最好的成形性，一般在980℃退火15分钟或在1040℃退火几秒钟，延长在1040℃的退火时间会引起晶粒长大，
锻件退火可在1040-1065℃进行，为了得到高温蠕变和持久强度，需在1095-1150℃退火1-2小时，为了完全消除应力，需在870℃加热1小时，为使弹簧获得适宜的抗松弛能力和疲劳强度，需在480℃加热1小时。
六、物理化学性能
密度：8.43
熔化温度：1370-1430℃
导热率（图16.1）（可向1/3/4+7/2/7/8/7/9/9/0联系索取图表）
图16.1合金的导热率（图中不同曲线表示不同文献）
热膨胀系数（图16.2）
图16.2合金的热膨胀系数
比热（图16.3）
图16.3合金的比热
电阻率（图16.4）
7.抗氧化和抗腐蚀性能
合金在淡水和流动的海水中，具有较好的抗腐蚀能力，在静止的海水中，可能产生腐蚀斑金的抗氧化性能比纯镍好，对各种废气、碱性溶液和大多数有机酸及化合物的腐蚀抗力很高，合金不易产生氯离子的应力腐蚀裂纹.但在高浓度苛性碱或高温水银的条件下，易产生应力腐蚀裂纹。
合金的抗氧化性能良好，抗氧化温度可达1180℃.
七、机械性能
1.室温机械性能（1）拉伸性能
表16.2AMS（航字材料标准）规定的机械性能
表16.3各种不同状态下典型的拉伸性能
表16.4不同锻造工艺锻件的室温性能
（2）硬度（图16.5-16.6）
图16.5室温和高温布氏硬度（可向1/3/4+7/2/7/8/7/9/9/0联系索取图表）
图16.6硬度对棒材，板材和带材室温拉伸性能的影响
（3）压缩性能（图16.7）
图16.7棒材和管材的压缩屈服性能和拉伸强度的关系
图16.9板材的拉伸强度和承受强度的关系（c/D--边缘距离/孔径）
剪切性能（图16.8）
（5）承受强度（图16.9）
2不同温度的机械性能
（1）拉仲性能（表16.5;图16.0-16.11）
（2）冲击性能（图16.12;表16.6）（可向1/3/4+7/2/7/8/7/9/9/0联系索取图表）
图16.10试验温度对热轧棒材拉伸性能的影响
表16.5
图16.11低温对冷拉和退火材料拉伸性能的影响
图16.12试验温度对退火、热轧，冷拉材料冲击强度的影响
表16.6低温拉伸和冲击性能
（拉伸试样取自冷拉线材，冲击试样取自厚板）
（3）剪切强度（图16.13）
3持久和蠕变性能（图16.14-16.26;表16.7）
图16.13试验温度和加热时间对线材剪切强度的影响
图16.14薄板和厚板在730-980℃的蠕变和特久曲线
图16.15棒材在540-1150℃的持久曲线
图16.16板材在705-900℃的蠕变和持久曲线（试样经冷加工20%+1040℃4.5分钟退火，氩气中试验）
图16.17板材在705-900℃的蠕变和持久曲线（试样经1120℃退火，氩气中试验）（可向1/3/4+7/2/7/8-7/9/9/0联系索取图表）
图16.18板材在70--900℃的蠕变和持久曲线（试样经1120℃2小时退火，在30号溶盐中试验）
图16.19在430-1150℃，1000小时引起第二阶段蠕变速率为0.01%所需的蠕变应力
图16.20在430-1150℃，1000小时引起第二阶段蠕变速率为0.1%所需的蠕变应力
【冷加工20%+1040℃，4.5分钟】试验条件∶815℃，2.5公斤/毫米*30号溶盐
图16.21板材厚度对蠕变和持久性能的影响
图16.22光滑和缺口板材试样在730-980℃的持久曲线
图16.23板材在650-900℃的等时应力一应变曲线
图16.24经1040℃退火板材在705-900℃氢气中试验的等时应力-应变曲线
图16.25经1040℃退火板材在705-900℃氩气中试验时的等时应力-应变曲线
表16.7热精轧Inconel600合金的100，000小时持久和蠕变数据100，000小时持久强度和蠕变数据。
图16.26热精轧的Inconel600的设计数据
4疲劳性能（表16.8;图16.27-16.30）
表16.8棒材室温疲劳性能
图16.27锻造试样的旋转弯曲疲劳试验（R=-1）
图16.28不同工艺的锻件的室温循环应变疲劳曲线
图16.29试验温度对棒材疲劳强度的影响
5.弹性性能（图16.31）（可向1/3/4+7/2/7/8-7-9-9-0联系索取图表）
图16.30室温和高温下的循环应变疲劳曲线
图16.31热轧棒材在室温和高温下的弹性模量
八、工艺
合金一般采用非真空感应炉熔炼，但以真空感应加电渣重熔工艺最好。
锻造或热轧的最高加热温度为1230℃，当进行大变形量加工时，加工温度在1040-1230℃之间，小变形可继续进行到870℃.为了使成品具有较细的晶粒，最后再加热的温度应稍低于1230℃。合金在650-870℃的塑性较低，不宜于加工。
冷加工可采用钢或不锈钢的标准工艺，加热和退火应在弱还原性无硫气氛中进行，还原气氛中氢和一氧化碳的含量至少为2%，光亮退火应在干燥的氩气中进行。
合金的焊接性能良好，可采用一般焊接工艺.
表16.9工业中常用的焊接工艺
九、组织
合金在1120℃处理2小时后，仅有TiN氮化物和碳化物，在870℃经1500小时长期热处理后，组织中仍然是TiN，这说明合金的组织是很稳定的．但是在较低温度延长受热时间，组织和性能都有些变化，图16.2为合金在565℃、620℃受热10.000小时后的室温拉伸性能。图16-33为长期受热后的组织变化。在565℃受热5200小时的电子显微镜照片见图16.34，晶界析出大块连续的树枝状沉淀物，经X射线和电子衍射分析证明是碳化物。这种组织上的变化造成合金的塑性下降。在同一温度下将受热时间延投到10200小时，晶界析出物发生聚集，变成不连续的颗粒（图16.35）塑性得到恢复.
除晶界析出物外，在565℃受热5200小时后还发现了针状的晶内析出物（图16.36），（可向1/3/4+7/2/7/8-7-9-9-0联系索取图表）这种针状析出物经X射线衍射、薄膜电子衍射证明是碳化物。但是这种组织的变化对合金的性能影响不大.
十、用途
用于制造喷气发动机的燃烧容，加力燃烧室;排气支管，马弗炉，渗碳容器，固定件，热处理、设备转辊，弹簧、热交换器管道，化工食品设备，反应堆控制棒和管道。
曾在J75发动机和JT3D-1发动机上用作燃烧室，在JT3D-1、3，JT8D发动机上用作一级隔圈，在JT9D发动机上用作三、四、五、六级隔圈。
参考文献
略。。