inconel601镍铬铁合金601成分及性能参数

Inconel601在常温下合金的机械性能

inconel601高温时具有出色的抗氧化性
inconel601很好的抗碳化性
inconel601能很好的抗氧化性含硫气氛
inconel601在室温和高温时都具有很好的机械性能
inconel601很好的耐应力腐蚀开裂性能由于控制了碳含量和晶粒尺寸，601具有较高的蠕变断裂强度，因此在500℃以上的领域推荐使用601。

摘　要: 通过热模拟实验, 对INCONEL601合金的热加工性能进行了研究。还对不同条件下制备的试样进行了金相组织分析。

实验和分析结果表明, INCON EL 601 合金在 900～ 1 200 ℃之间具有很好的热加工塑性。本文的结论在INCONEL601合金的自由锻造工艺过程中得到了证实和应用。

INCONEL601是 Huntington A lloys 公司于70年代开发的Ni2Cr系面心立方的奥氏体固溶强化合金, 较高的铬含量使其可用于许多腐蚀和高温环境中, 而铝的加入进一步提高了它的强度和抗氧化特性。

该合金具有优异的高温抗氧化性能、较好的高温力学性能和耐腐蚀性能, 并且易于成形、加工和焊接, 可制作成板、管、丝、带、棒、锻件等, 在石油化工、冶金、热处理、环保等领域得到了广泛应用[1～ 5 ]。　　

国际上有关 INCON EL 601 合金的研究主要集中在该材料的力学性能、耐腐蚀性和抗氧化性能等方面[6 ], 国内尚未见到有关该材料的研究报道。

因此, INCONEL 601 合金的研制及国产化在国内许多工业领域有巨大的应用潜力。　　

笔者试图通过对 INCONEL 601 合金热加工成形工艺的研究, 深入认识该合金的加工特性。

同时,通过此项研究指导生产实际, 为某石化公司研制加工加热炉滚筒用的耐热、耐蚀合金板材, 以替代进口件, 实现国产化。

因此, 本工作不仅具有基础理论的研究意义, 同时具有直接的社会经济效益。

1　实验方法

　　采用 500 kg 真空感应炉冶炼 INCON EL 601 合金制成铸锭, 其化学成分见表 1。从 10 mm 厚的热轧板材上沿轧制方向截取 <7 mm ×9 mm 的圆柱, 作为热模拟试样。然后用 Gleeble 1500 热模拟试验机测试试样的形变温度、形变速率、极限形变量与形变抗力的关系等。　　

金相试样制备: 将热模拟实验后的试样快冷, 以保留该状态的组织, 并用之制取金相试样。试样经打磨、抛光、腐蚀后, 进行金相组织分析。

2　实验结果及讨论

2. 1　热塑性

2. 1. 1　不同温度下的热塑性曲线图 1 是形变速率为1×100 时, 在800～ 1300 ℃之间极限形变量与形变抗力的关系曲线, 相关数据

见表 2。由图可知, 该合金在 900～ 1 275 ℃之间有很好的热变形能力; 低于 900 ℃时变形能力较弱;

高于1275 ℃时变形能力急剧下降, 可能是此时已出现了晶界熔化。由图 1 还可以看出, 800～ 1 000 ℃之间的形变抗力大; 在 1 050～ 1 275 ℃时形变抗力较小; 而高于 1 275 ℃时形变抗力急剧下降。　　可见, INCON EL 601 合金的热变形特点与大多数镍基合金 类 似。INCON EL 601 合 金 在 1 000～

1 275 ℃时有很高的极限热形变量, 形变抗力相对较小, 最适合热加工; 900～ 1 000 ℃时也可热加工, 极限热形变量也较高, 但形变抗力相对较大; 低于 900

℃时极限形变量小, 形变抗力大; 而高于1275℃时

极限形变量急剧下降, 不能热加工。

2. 1. 2　不同形变速率时的极限形变量和热塑性曲线　　

图 2 为温度一定时 (850 ℃) , 不同形变速率下INCON EL 601 合金的极限形变量与热塑性的关系曲线, 相关实验数据见表 3。

由图 2 可知, 不同形变速率下的极限形变量相差不大, 这主要与温度相同有关; 而形变抗力略有变化, 形变速率为 1×100 时最大; 随着形变速率的减小, 合金的形变抗力也随之下降。　　

表 3 为相同形变温度(850 ℃)、不同形变速率下的形变抗力和极限形变量的实验数据。由表中的数据分析可知, 即使形变速率相同, 在不同的形变抗力作用下, 试样出现各种变形状态; 随着形变量的增大, 试样开始开裂。

2. 2　热模拟试样的金相分析

2. 2. 1　确定热模拟试样极限形变量的金相图　　INCON EL 601 合金热模拟试样的裂纹形态见图 3, 其中图(a)、(b)、(c) 对应的形变 速 率 分 别 为

1×10- 1、1×10- 2和 1×10- 3。

由此可见, 在 850 ℃由于合金极限形变量很小且形变抗力很大, INCON EL601 合金在各形变速率下都不适合进行热变形。

2. 2. 2　不同温度时试样中心和边沿区域的金相分析　　不同温度时 INCON EL 601 合金热模拟试样未

开裂区域的金相组织见图 4 和图 5。图 4 为相同温度

(850 ℃)、不同形变速率(Ε·= 1×100～ 1×10- 3) 时的金相组织。图 5 为不同温度(800、850、1 000、1 200℃) 下试样中部和边沿区域的金相组织。由图 4 可见, 在相同温度(850 ℃) 下, 形变速率(Ε·= 1×100～ 1×10- 3) 对热加工后组织的影响不明显。

试样的中部区域多为形变组织, 晶粒被拉长、破碎; 边沿区域在850 ℃下基本为原始热轧后的再结晶组织。同时, 由中部区域在不同形变量时的照片可以看出, 形变量大时, 试样的形变组织明显; 形变量小时, 形变组织就不明显。由图 5 可见, 形变速率相同(Ε·= 1×100)时, 随着温度从 800 ℃提高到 1 200 ℃, 试样中心区域的形变组织也发生再结晶现象。

3　结　论

(1) INCON EL 601 合金在 900～ 1 250 ℃范围内具有很好的热加工性能。其中, 在 1 050～ 1 200 ℃区间内不仅热塑性好, 而且形变抗力小, 最适合热加工。　 　

(2) 对于较低温区域, 在不同的形变速率下,INCO ENL 601 合金的极限形变量变化不大。在相对较低的形变速率下, 相应的形变抗力较低, 在小形变量下仍可以进行热加工。在高于 1 275 ℃时, 合金的极限形变量急剧下降, 不能热加工。　　

(3) 由热模拟试样的金相图可以看出, 该合金在850 ℃以上温度区域开始出现动 态 再 结 晶 现 象。在 1 200 ℃的较高温度时再结晶速度非常快。