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600合金
2019-07-29 11:28:36
合金600/600H
GH600/NS3102/0Cr15Ni75Fe
Nicrofer® 7216/7216 H
W.-Nr. 2.4816
UNS N06600材料特性
- 具有很好的耐还原、氧化、氮化介质腐蚀的性能；
- 在室温及高温时都具有很好的耐应力腐蚀开裂性能；
- 具有很好的耐干燥氯气和氯化氢气体腐蚀的性能；
- 在零下、室温及高温时都具有很好的机械性能；
表1 牌号及标准材料
牌号标准
系列标准 化学
成分管材 板材 棒材 带材 焊丝 锻件 无缝管 焊接管 美标
N06600ASME （SB） 167、163
829516
517168
166
168
AWS A5.14 564 AMS 5580 5540 5665 5540 国标
NS 3102
NW6600GB/T 15007 2882 / 2054
15009
150104435 2072 26030 NB/T 47019
47047/ 47046 47028
表2 化学成分元素 C Cr Fe Ni Mn 国标NS3102 ≤0.15 14.0~17.0 6.0~10.0 余量 ≤1.0 美标N06600 ≤0.15 14.0~17.0 6.0~10.0 ≥72.0 ≤1.0 元素 P S Cu Si — 国标NS3102 ≤0.030 ≤0.015 ≤0.5 ≤0.5 — 美标N06600 — ≤0.015 ≤0.5 ≤0.5 —
表3 物理性能密度 8.43 g/cm³ 熔点 1354~1413℃
表4 室温和高温典型物理性能温度
（℃）比热
（J/Kg·℃）热传导率
（W/mk）电阻率
（μΩcm）弹性模量
（kN/mm2）常温至绝对温度下的膨胀系数（10-6/K） 0 20 455 14.8 103 214 93 100 475 15.8 104 209 13.7 200 495 17.0 106 205 14.1 204 300 508 18.4 107 200 14.4 316 400 525 20.0 108 194 14.8 427 500 550 22.0 111 187 15.1 538 572 600 24.0 112 180 15.4 649 602 700 25.7 112 172 15.8 760 620 800 27.5 112 163 16.1 871 630 900 29.4 113 153 16.4 982 635 1000 31.2 114 143 16.9 机械性能
以下是相应规格退火态的600合金和固溶处理态的600合金的性能，其他特殊规格材料的特殊性能取决于特定的应用场合。
表5 常温下合金机械性能的最小值合金和状态 抗拉强度
MPa0.2%屈服强度
MPa延伸率A5
%洛氏硬度
B合金600退火 ≥550 ≥240 ≥30 ≤195HB 合金600H 固溶 ≥500 ≥180 ≥35 ≤185HB
ISO V 型缺口冲击韧性
合金600室温平均值：≥ 150 J/cm2 横向；≥ 200 J/cm2 径向
合金600H：室温平均值：≥ 120 J/cm2 横向
表6 高温机械性能合金和状态 抗拉强度（MPa）①，℃ 0.2%屈服强度（MPa），℃ 100 200 300 400 450 100 200 300 400 450 合金600退火 520 500 485 480 475 180 165 155 150 145 合金600H 固溶 480 460 445 440 435 170 160 150 150 145 - 平均值
表7 常温下，600合金的各种退火状态和尺寸范围的机械性能的最小值类型和尺寸 抗拉强度
（MPa）屈服强度0.2%,（MPa） 延伸率（50mm）
（%）硬度 布氏 洛氏B 棒材 冷加工 ＜12.7 ≥825 ≥620 ≥7 … ≥12.7~25.4 ≥760 ≥585 ≥10① 230-310 ＞25.4~63.5 ≥725 ≥550 ≥12 205-285 热加工 ＞6.35~12.7 ≥655 ≥310 ≥20 135-240 ＞12.7~76.2 ≥620 ≥275 ≥25 135-215 ＞63.5~114.3 ≥585 ≥240 ≥30 … 退火态的所有尺寸 ≥550 ≥240 ≥30 … 类型和尺寸 抗拉强度
（MPa）屈服强度0.2%,（MPa） 延伸率（50mm）
（%）硬度 布氏 洛氏B 热轧板 退火的 ≥550 ≥240 ≥30 … 轧制态的（去应力） ≥586 ≥240 ≥30 … 冷轧板 退火的（≥0.25mm） ≥550 ≥240 ≥30 … 硬化的 ≥860 ≥620 ≥2 … 带材 退火的 ≥550 ≥240 ≥30 … … 表面淬硬的 … … … … 85-88 1/4硬化的 … … … … 88-94 1/2硬化的 … … … … 93-98 3/4硬化的 … … … … 97~C25 硬化的 ≥860 ≥620 ≥2 … … 旋压的 … … … … ≥C30 管材 热加工退火 ≤127mm ≥550 ≥205 ≥30 … … ＞127mm ≥515 ≥170 ≥35 … … 冷加工退火 ≤127mm ≥550 ≥240 ≥30 … … ＞127mm ≥550 ≥205 ≥35 … … 换热管 退火 ≥552 ≥241 ≥30 … …
表8 合金600H的蠕变性能（1120℃固溶）温度 蠕变强度，Rm 蠕变应力，Rp1.0 ℃ 104H N/mm² 105H N/mm² 104H N/mm² 105H N/mm² 500 297 215 153 126 600 138 97 91 66 700 63 42 43 28 800 29 17.1 18 12 850 17 9.2 11 6.7 900 13 7 8 4
实际上，达到700℃时，退火态材料和固溶态材料在蠕变强度上已经没有区别
了。对于在750℃的应用场合，推荐采用具有最小平均晶粒度的固溶处理态合金（晶粒度65μm/ASTM）金相结构
合金600为面心立方晶格结构。耐腐蚀性
600合金对于各种腐蚀介质都具有耐腐蚀性。铬的成分使该合金在氧化条件下比镍99.2 (合金200) 和镍99.2（合金201, 低碳）具有更好的耐腐蚀性。同时，较高的镍含量使合金在还原条件和碱性溶液中具有很好的耐腐蚀性，并且能有效地防止氯-铁应力腐蚀开裂。合金在乙酸、醋酸、蚁酸、硬脂酸等有机酸中具有很好的耐蚀性，在无机酸中具有中等的耐蚀性。在核反应堆中一次和二次循环使用的高纯度水中具有很优秀的耐蚀性。600合金尤其突出的性能是能够抵抗干氯气和氯化氢的腐蚀，应用温度达650℃。在高温下，退火态和固溶处理态的合金在空气中具有很好的抗氧化剥落性能和高强度。该合金也能抵抗氨气和渗氮、渗碳气氛，但是在氧化还原条件交替变化时，合金会受到部分氧化介质的腐蚀（如绿色死亡液）。
图1 600合金的典型蠕变断裂性能（1120℃固溶）应用范围
应用领域有：- 侵蚀气氛中的热电偶套管
- 氯乙烯单体生产：抗氯气、氯化氢、氧化和碳化腐蚀
- 铀氧化转换为六氟化物：抗氟化氢腐蚀
- 腐蚀性碱金属的生产和使用领域，特别是使用硫化物的环境
- 用氯气法制二氧化钛
- 有机或无机氯化物和氟化物的生产：抗氯气和氟气腐蚀
- 核反应堆
- 热处理炉中曲颈瓶及部件，尤其是在碳化和氮化气氛中
- 石油化工生产中的催化再生器
- 在700℃以上的应用中推荐使用合金600H以获得较长的使用寿命。
加工和热处理
600合金易进行冷、热加工、机加工和焊接。
加热：
1. 在热处理之前及热处理过程中应始终保持工件清洁；
2. 在热处理过程中不能接触硫、磷、铅及其它低熔点金属，否则会损害材料的性能，应注意清除诸如标记漆、温度指示漆、彩色蜡笔、润滑油、燃料等污物。
3. 电炉以闭环温度控制和无杂质气氛为佳，也可以采用杂质含量很低的燃气炉。
4. 炉气以中性至微氧化性为宜，应避免炉气在氧化性和还原性之间波动，加热火焰不能直接烧向工件。
热加工：
1. 600合金的热加工温度范围1200℃~900℃，冷却方式为水淬或快速空冷。
2. 为得到最佳耐蚀性能和最适宜的晶体结构，热加工后要进行热处理。材料可以直接送入已升温的炉中。
冷加工：
1. 冷加工材料应为退火或固溶热处理态，600合金的加工硬化率与奥氏体不锈钢接近，因此可以选择类似的加工设备。
2. 在冷加工量过程中应进行中间退火。
3. 在冷加工量大于5%时，则需要对工件进行固溶处理。
4. 为减少材料的磨损，模具应选择合金刀具钢、硬质合金或铸钢。
热处理：
1. 退火温度范围是920℃~1000℃，水冷或快速空冷。
2. 为得到高温时长期稳定的性能，合金600H可以在1080℃~1150℃进行高温固溶处理(水冷或空冷)。
3. 在任何热处理过程中，材料都必须按照前述的加热过程中必须保持清洁的事项操作。
去氧化皮及酸洗：
1.600合金的表面氧化物和焊缝周围的焊渣的附着性比不锈钢更强，推荐使用细晶砂带或细晶砂轮进行打磨。
2. 在用HNO3/HF 混合酸进行酸洗前必须小心打磨或盐浴预处理将氧化膜打碎。机加工
600合金须在热处理之后进行机加工，由于材料的加工硬化，因此宜采用比加工低合金标准奥氏体不锈钢低的切削速度和重进刀进行加工，才能车入已冷作硬化的表层下面。
焊接600合金适合采用任何传统焊接工艺与同种材料或其他金属焊接，如钨电极惰性气体保护焊、等离子弧焊、手工亚弧焊、金属极惰性气体保护焊、熔化极惰性气体保护焊。须采用低热量输入值。600合金的焊接必须在热处理态进行，并使用不锈钢丝刷清理干净污渍、粉尘和各种记号，母材的焊接边缘大约25mm 宽的区域必须打磨至光亮金属表面。层间温度不超过150℃。不需要焊前或焊后热处理。
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