NS313合金是中国国家标准GB/T 15008-2017里的一种老牌镍基耐蚀材料,它在国际上的对应牌号是美国的Inconel 600,UNS N06600。这个合金属于奥氏体固溶强化型,靠高含量的镍来增强性能,因为镍含量不低于72%,所以它在很多介质里都耐得住腐蚀,而且从低温一直到1177°C,它的组织都不会乱,性能一直很稳定。不管是在腐蚀性强的环境里,还是要在高温下工作,它的强度和抗氧化性都不错,特别适合加工和焊接,所以用得特别广。 先看它的化学成分,镍是它的基体元素,含量高让它在还原性的介质、碱性溶液还有卤素里表现很好,保证了材料是稳定的奥氏体面心立方结构。铬的主要作用是在表面形成一层致密的氧化铬膜,能挡住氧化性的介质侵蚀。固溶处理后,它就是单相的奥氏体组织了,这种状态下它的强度很好,不需要时效处理。 物理性质方面,密度大概是8.42克每立方厘米,熔点在1370到1425摄氏度之间。热膨胀系数比较高,大约是13.0到15.0乘以十的负六次方每开尔文。热导率有点低,100度的时候大概是14到16瓦每米开尔文。电阻率在20度时大约是1.0到1.2微欧米。力学性能上抗拉强度要大于等于550兆帕(MPa),屈服强度不低于240兆帕,伸长率能达到30%。硬度方面用布氏硬度(HB)来测,不超过90。在700度以下工作时,它的抗拉强度和屈服强度掉得不多。 耐腐蚀性这块也是它的强项。它对氧化性和还原性的介质都能应付,尤其是对氯离子和氢氧化钠引起的应力腐蚀开裂有很强的抵抗力。高温下它能形成致密的氧化铬膜来抗氧化、渗碳和硫化,最高能用到大约1100度。不过它在还原性酸比如盐酸、硫酸里的耐蚀性就有限了。 热处理工艺主要是固溶处理和去应力退火。固溶处理就是把温度升到870到1150度(通常是1020到1100度),保温后快速冷却。这一步主要是为了让碳化物溶解掉,得到均匀的组织。去应力退火是在870到980度加热然后空冷,目的是消除加工或焊接后的残余应力。 加工性能挺好的。冷轧、冷拔、冲压这些都能做,不过它加工硬化的倾向大,做剧烈变形时强度和硬度会上去,塑性会下来,中间可能得退火来恢复一下塑性。热加工也不错,温度控制在870到1230度之间就行,要避开650到870度这个低塑性区,免得析出晶间碳化物。焊接非常容易,可以用TIG、MIG还有手工电弧焊这些方法。最好是用匹配的焊材比如ERNiCr-3或者ENiCrFe-3,焊后通常不用再处理了。 供应形式通常是固溶处理的状态交货。应用领域非常多:化工石油里做加热器、换热器这些设备;核工业用在控制棒组件和蒸汽发生器管子上;热处理工业用辐射管和马弗罐;航空航天做发动机部件;电子电气行业做电子管阴极和火花塞电极;还有酸洗设备、制药设备这些地方都能用得上。