Inconel 602 CA（UNS N06025）是一种由美国Special Metals公司研发的镍铬铝基高温合金，专为极端高温氧化、渗碳及硫化物腐蚀环境设计。其通过高铬、铝含量与微量稀土元素的协同优化，实现了表面稳定性和高温强度的双重突破，广泛应用于化工裂解炉、热处理设备及新能源高温装置。以下从成分设计、性能优势、加工工艺及典型场景进行全面剖析。
Inconel 602 CA以**镍（Ni）**为基体（占比≥72%），通过多元素复合强化构建高温稳定性：
高铬（Cr）含量（24-26%）：形成致密Cr₂O₃氧化膜，抵抗1200℃以下的高温氧化与硫化腐蚀，显著优于传统Inconel 600/601合金。
铝（Al）与钇（Y）协同（Al 1.8-2.4%，Y≤0.1%）：铝增强氧化膜自修复能力，钇细化晶界、抑制氧化膜剥落，在循环热冲击下保持表面完整性。
钛（Ti）与锆（Zr）强化（Ti 0.1-0.3%，Zr≤0.1%）：通过固溶强化与晶界偏析，提升高温蠕变抗力和持久强度。
超低碳控制（C≤0.15%）与稀土添加：降低碳化物析出风险，稀土元素（如镧系）进一步净化晶界，避免高温脆化。
该合金通过**“表面防护+晶界强化”**双路径设计，解决了传统镍基合金在渗碳性气氛（如CO/H₂）中易发生内氧化与脆性断裂的难题。
高温抗氧化与抗腐蚀性能
氧化极限温度：在静态空气中长期耐受1150℃，短期峰值可达1250℃，氧化速率低于0.1 g/(m²·h)（1100℃/1000h）。
抗渗碳/硫化能力：在含CO、CH₄的裂解气氛中，渗碳深度比Inconel 601降低50%以上；在含H₂S高温气体中，抗硫蚀性能优于310S不锈钢。
耐卤素腐蚀：对含Cl⁻、F⁻的废气环境（如垃圾焚烧炉）具有优异耐受性，腐蚀速率较Haynes 230合金降低30-40%。
机械性能与热稳定性
室温力学性能：抗拉强度≥650 MPa，屈服强度≥300 MPa，延伸率≥30%，硬度≤200 HB，兼具高强韧性与加工塑性。
高温强度：在1000℃下仍保持≥60 MPa的持久强度（1000小时断裂），抗蠕变性能优于Alloy 800H。
热疲劳性能：在800-1100℃热循环条件下，抗裂纹扩展能力显著，适用于频繁启停的工业炉构件。
物理特性
密度8.1 g/cm³，热膨胀系数14.2 μm/(m·℃)（20-1000℃），导热系数12.5 W/(m·K)，与陶瓷涂层兼容性良好，适合复合结构设计。
热加工工艺
热锻/轧温度范围：1150-1200℃，终加工温度不低于950℃，避免在750-900℃区间停留以防σ相析出。
推荐采用保护气氛热处理（1100-1175℃固溶+快速冷却），消除加工应力并优化晶粒结构。
焊接与连接
优选TIG焊，使用ERNiCr-3或ERNiCrCoMo-1焊丝，焊前需彻底清洁，焊后无需热处理（特殊工况可局部退火）。
在渗碳环境中服役时，建议对焊缝进行渗铝涂层处理，提升表面一致性。
冷加工与成型
冷轧/冲压需控制变形量≤30%，中间退火温度1050-1100℃，避免加工硬化导致开裂。
化工与石化领域
乙烯裂解炉辐射段炉管、制氢转化炉猪尾管，耐受950℃以上渗碳性气体腐蚀。
煤化工气化炉内衬、高温阀门组件，抵抗含硫灰渣侵蚀。
新能源与环保装备
固体氧化物燃料电池（SOFC）连接体、电解制氢设备加热器，适应氧化-还原交替气氛。
垃圾焚烧炉二燃室支架、烟气换热器管束，应对Cl⁻/SOₓ复合腐蚀。
热处理与冶金工业
连续退火炉辊筒、渗碳炉料盘，在渗碳性气氛中寿命较310不锈钢延长3-5倍。
高温烧结炉马弗罐、真空炉发热体支撑件，兼容氧化/惰性双模式环境。
使用边界条件
避免长期暴露于含液态碱金属（如熔融钠）或磷酸盐沉积环境，可能引发晶间腐蚀。
在还原性酸性介质（如盐酸）中耐蚀性有限，需改用Hastelloy C系列合金。
替代材料选择
更高温度需求：选用Haynes 214（Al含量更高，抗氧化温度达1300℃）。
成本敏感场景：采用Incoloy 800H（牺牲部分抗渗碳性，成本降低约40%）。
Inconel 602 CA凭借**“高铬铝防护+晶界稀土优化”**的创新设计，成为高温氧化/渗碳领域的标杆材料。其突破性的表面稳定性与高温强度组合，成功解决了石化、新能源等领域极端热机械负荷下的材料失效问题。尽管面临Haynes 230、Alloy 603GT等新材料的竞争，但602 CA在渗碳性工业炉、垃圾焚烧等特定场景中仍不可替代。随着碳中和战略推进，其在绿氢制备、新型核反应堆等前沿领域的应用潜力将持续释放，成为高温工程材料进化的重要支点。
