Inconel600简介：
600合金是镍铬铁基固溶性强化合金，具有良好的耐高温腐蚀和抗氧化性，优异的冷热加工和焊接工艺性能，热强度和高塑性为700℃以下。合金可通过冷加工或电阻焊、熔焊或钎焊加固。
国内外Inconel600对应牌号：
中国
GB美国
UNS德国。
SEWVIUV英国。
BS法国
AFNOR
Incone600N100N60N60.
NiCr.
Inconel600供应规格：
协商供应圆钢、棒材、带材、管材、阀座、球体、法兰和锻件。
Inconel600化学成分：
Inconel600物理性能：
密度8.4g/cm3。
熔点170-1425℃。
常温下Inconel600合金的机械性能MIX：
合金抗拉强度。
Rmm2屈服强度。
R0.2N/mm2延伸率。
A5%
5.
Inconel600力学性能(室温)
品种/MP
50-825热20-5.
8.
Inconel具有以下特点：
1.耐还原、氧化、氮化介质腐蚀性好。
2.在室温和高温下具有良好的耐应力腐蚀开裂性。
3.耐干氯和氯化氢腐蚀性能好。
4.在零下、室温和高温下具有良好的机械性能。
5.抗蠕变断裂强度好，建议700℃使用上述工作环境。
Inconel600金相结构：
Inconel600nconel600。
Inconel耐腐蚀性6
00：
600合金对各种腐蚀介质具有耐腐蚀性。氧化条件下，铬使合金比镍99.(合金200)和镍99.2(合金201，低碳)耐腐蚀性更好。同时，镍含量高，使合金在还原条件和碱性溶液中具有良好的耐腐蚀性，能有效防止氯铁应力腐蚀开裂。600合金在乙酸、醋酸、蚂蚁酸、硬脂酸等有机酸中耐腐蚀性好，无机酸耐腐蚀性中等。高纯度水在核反应堆中具有良好的耐腐蚀性。特别突出的性能是能抵抗干氯和氯化氢的腐蚀，应用温度为650℃。退火和固溶性处理合金在高温下在空气中具有良好的抗氧化剥落性和高强度。例如，合金也能抵抗氨、氮和碳的渗透，但当氧化介质交替变化时，合金会受到氧化还原的影响
Inconel工艺性能及要求：
热加工
1.热加工温度范围为1200℃~900℃，冷却方法为水淬或快速空冷。
2.获得耐腐蚀性和非常合适的晶体结构，热处理后进行热处理。
3.材料可直接送入加热炉。
冷加工
1.冷加工材料应退火或固溶热处理，600合金的加工硬化率接近奥氏体
不锈钢，因此可选用类似的加工设备。
2.冷加工过程中应进行中间退火。
3.当冷加工量大于5%时，工件需要固溶。
4.为减少材料磨损，合金或铸钢应用于减少材料磨损。
Inconel600焊接工艺。
合金焊接性能好，可通过电弧焊、氩弧焊、电阻焊、钎焊等方式连接。焊接后，大型或复杂的焊接结构应为870℃下退火1h，消除焊接应力。
Inconel600件热处理工艺。
零件的热处理工艺应按照相应材料标准的热处理系统进行。薄板和带式零件的退火处理应在保护气氛中进行。
Inconel600应用范围有：
1.在大气中侵蚀热电偶套管。
二、氯乙烯单体生产：抗氯、氯化氢、氧化和碳化腐蚀。
3.铀氧化转化为六氟化物：抗氟化氢腐蚀。
4.生产和使用腐蚀性碱金属，特别是硫化物环境。
5.二氧化钛采用氯法制作。
6.生产有机或无机氯化物和氟化物：7.核反应堆。
8.热处理炉内的曲颈瓶及部件，特别是在碳化氮化气氛中。
9.在700℃在上述应用中，建议在石化生产中使用600合金催化再生器，以获得较长的使用寿命。
高温合金的广泛应用推动了镍基合金材料新生产工艺的发展。目前，先进的镍基合金型材制备技术包括喷射成型、激光熔化成型、电子束固态自由成型、电子束快速成型和电子束熔化。其中，电子束熔炼作为一种新型镍基合金加工工艺，广泛应用于金属钛、超洁净钢、高纯度特殊钢、难熔金属精炼和多晶硅净化。该技术利用高能密集电子束轰击金属材料表面，熔化材料，达到精炼的目的[3]。由于电子束熔炼工艺具有能量高、真空度高、密度高的优点，处理后的金属材料能有效去除磷、硫等杂质和冶金缺陷[3]。
同时，为了提高合金的纯度，避免熔合金与坩埚材料发生反应，电子束熔化过程采用水冷铜坩埚熔化。Inconel600镍基合金是一种固溶强化合金，广泛应用于热处理炉和反应堆零件的生产中。由于合金的工作条件往往是高温、高腐蚀环境，因此材料具有优异的抗硫化性、抗氧化性和自由耐久性。目前，该材料生产的零件（过热器和再热器管）的要求为：700℃20万h的截面腐蚀低于20万hmm，蠕变强度高于120万hMPa[4]。文献[5]指出，Inconel600镍基合金溶质原子密和沉淀物对该材料的力学性能至关重要。
由于高温合金的力学性能γ′沉淀物影响较大，目前的热处理工艺主要是控制沉淀物的分布、形状和体积分数。与此同时，文献[6]也被发现M23C六碳化物，六方结构η相、富含SiG相存在于电子束熔炼中Inconel在600镍基合金中，经过1200℃×60min固溶及时处理后仍存在。研究表明，如果镍基高温合金晶界富集G相，会降低材料的韧性、硬度、塑性和抗拉强度。因此，固溶处理对镍基高温合金的力学性能非常重要。目前对电子束熔炼进行固溶处理的研究Inconel600镍基合金组织和硬度研究较少。因此，利用电子束熔炼设备制备了余量Inconel600镍基合金，分析固溶参数对材料硬度的影响。
1用于实验方法的实验VPM沈阳真空技术研究所提供的一系列电子束熔炼设备，结构如图1所示。沈阳某金属产品企业提供熔炼材料(括号内为纯度):Ni(99.99%)、Cr(99.94%)、Fe(99.7%)、C(99.99%)、Mn(99.6%)、Si(99.97%)、Co(98.97%)、Al(99.98%)、Ti(99.99%)、B(95%)和Nb(99.87%)。
熔炼设备的枪体真空度和炉体真空度分别为3.6×10-3Pa和4.1×10-3Pa。电子束流为500mA，电子枪电压为25kV。为了提高合金组织的均匀性，本实验采用次翻转熔炼模式，熔炼成分如表1所示。熔炼后的Inconel600镍基合金1210℃×20h热锻处理温度为1150℃。
随后进行1100~1250℃、20~120min高温固溶处理(固溶强化)。
为观察析出相，部分固溶处理后的样品再进行750℃×15h及时处理。所有样品空冷至室温后，使用透射电镜(自带Image粒子统计程序)观察样品的形状；通过扫描电子显微镜观察样品的晶界和晶体沉淀，电化学腐蚀液(电化学腐蚀容易得到更清晰的沉淀)为:CrO3(30g) H2SO4(20mL) H3PO4(300mL)，腐蚀电压为5V、腐蚀时间为15s；X射线衍射器和能谱仪用于分析样品组成和微区成分；用硬度计测试显微硬度，加载时间为20s、压头载荷为120g，随机抽取8次硬度值读数平均值作为样品显微硬度。
2.1固溶温度及时间的影响文献[8]指出，Inconel600镍基合金的标准固溶处理参数为：1100℃×20min。
2.1固溶温度及时间的影响文献[8]指出，Inconel600镍基合金的标准固溶处理参数为：1100℃×20min。
图2显示1100、1150和1200℃、20min固溶后的样品SEM形貌。由此看出，1100℃固溶试样晶界分布大量G相，晶体中发现少量G相M23C6。文献[9]结果表明，G相对富有Si相，且随着Si随着含量的增加，G相可能在晶粒内沉淀。文献[10]指出，Inconel时效处理后，600镍基合金的晶界将形成(Ni,Co)14(Nb,Ti)8Si9G相析出700℃、热服10万h后，G逐渐占据晶界。G相是伴随着M23C6碳化物的形成会同时消耗基体中的碳化物Ti、Si、Cr、Ni元素以及MC碳化物。
图2为固溶试样SEM形貌。可以看出，G随着固溶温度的升高，逐渐溶解在基体中Ti促进元素的均匀分布，也有利于时效后γ′二次相沉淀。(本文仅研究G相，γ′二次相，一次MC碳化物对元素分布、相关因素和硬度的影响，不讨论其原因或分布原理)
图3为1250℃固溶后的样品在不同时间显微。可见固溶60min之后，大量的一次MC碳化物分布在晶粒内，通过EDSC含量与分析可见Nb均高于基体。由于枝晶偏析的存在，在凝固过程中，枝晶间和枝晶内Nb元素分布为08/2018戴新财：固溶处理Inconel600镍基合金硬度影响机制研究··1825差异很大，浓度高Nb元素存在对NbC[10]的形成起到了很大的促进作用。不能完全消除固溶和热锻MC所以碳化物MC在基体中分布碳化物。γ′与文献[8]研究类似，相未在基体中完全固溶。
MC随着固溶时间的延长，碳化物的尺寸减小，并且仍在基体中分散。经过长时间的高温固溶，基体中没有发现二次相晶核。图4为1250℃×120min固溶处理 750℃×15h时效处理的SEM形貌。可以看出，Cr23C6不连续分布在晶界，细小的二次相均匀分布在基体中。文献[11]指出，颗粒状不连续碳化物沉淀促进了高温合金材料的强度，特别是在材料弯曲变形过程中，不连续碳化物阻碍了位错运动，可以显著提高合金硬度。
图5为1200℃和1250℃固溶120min 750℃×15h时效处理后试样TEM形貌。可以看出，球形二次相分布在两种固溶温度下的基体中。虽然尺寸不同，但二次相的平均尺寸为36nm。根据金相学的研究结果，在两种温度下γ′相的体积分数约为46%。由此推断，固溶温度对二次相的体积分数影响不大。2.固溶处理与显微硬度的关系图6为1200℃和1250℃固溶处理后试样的显微硬度变化。可以看出，在相同的时间条件下(60min以前)固溶温度越高，显微硬度越低。随着时间的推移，合金温度下合金的显微硬度(60min以后)趋于一致，推断固溶时间超过60。min后固溶温度对Inconel600镍基合金的显微硬度影响较小。
750不同固溶温度处理后的样品℃×15h时效处理后，其显微硬度基本相同(约369.86HV）。文献[12]研究表明，利用位错密度ρ可表示Inconel600镍基合金的剪切流变应力τ：τ=ημb姨ρ（1）式中，b为柏氏矢量，μ剪切模量为合金，η经验系数(0.25）。
文献[12]指出，SSD(刃位错)位错密度GND(螺位错)位错密度构成Inconel位错密度为600镍基合金。其中，SSD位错是合金基体的固有位错，在硬度试验中，合金近表面的**塑性变形
2018图6 1200℃和1250℃固
溶处理后试样的显微硬度{n}{n} Fig.6Microhardnessofsamplesaftersolidsolutiontreatmentat1200℃and1250℃了GND位错。在相同的固溶时间下，高温对γ′形成原子的固溶起到了促进作用，降低了二次相含量，因此削弱了二次相与位错的相互作用。基体
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