什么是 Inconel 601？

Inconel 601 （UNS N06601） 镍基合金 21.0~25.0% 铬和约72% 的镍含量，而 Inconel 601 （UNS N06601） 镍基合金具有很强的抗氧化性、耐高温性、 耐腐蚀性。 它在高温下还具有很高的机械性能。 Inconel 601 （UNS N06601） 镍基合金具有较高的高温强度、优异的抗氧化性、抗渗碳性和耐硫性。 特别是，它在温度突然变化和氧化重复的环境中具有出色的抗剥离性。 因此，它被广泛应用于热处理炉零件、柴油车电热塞零件等各个领域。
指定为 UNS N06601 或 W.Nr。 2.4851、Inconel 601（也称为“合金 601”）是一种镍铬铁合金，添加了铝，具有出色的抗氧化性，以及其他形式的高温腐蚀以及改进的抗氮化性。 它在高温下还具有很高的机械性能。 Inconel 601 可用于热处理设备，如工业炉、篮子、马弗炉、蒸馏器、拉条退火管、石化和其他工艺设备、燃烧器喷嘴、燃气轮机设备、过热器管支架和发电厂管道中的格栅屏障。 等

其他规格

• DIN 2.4851 标准

• ASTM B166

• ASTM B167

• ASTM B168

• AMS 5715 系列

• AMS 5870 系列

ASTM B167 UNS N06601 无缝管。 192 mm（外径）x 3 mm（重量）x 6 m（长度）。

最近一批供应的 Inconel 601 无缝管是按照 ASTM B167 UNS N06601 制造的，用于阿联酋的化工项目。 规格：外径 = 192 毫米，壁厚 = 3 毫米，单体长度 = 6 米。

Inconel 601（合金 601/UNS N06601）的特点

• （1） 在高温下具有优异的抗氧化性。

• （2） 优异的抗碳化性。

• （3） 对硫氧化物气氛有非常好的抵抗力。

• （4） 在常温和高温下具有良好的机械性能。

• （5） 601由于控制了含碳量和晶粒尺寸，具有优异的抗应力腐蚀开裂性能，并且具有较高的蠕变断裂强度，因此建议在 601°C 以上的区域使用 500。

Inconel 601 的耐腐蚀性（合金 601/UNS N06601）

• 抗氧化性高达 1180°C。 它也可以在非常恶劣的条件下使用，例如在加热和冷却循环过程中。

• 它产生致密的氧化膜并提供高抗轮询性。

• 它具有优异的抗碳化性。

• 由于铬、铝和合金的含量高，在高温硫气氛下具有非常好的抗氧化性。

Inconel 601 （Alloy 601/UNS N06601） 化学成分

Inconel 601（合金 601/UNS N06601）在室温下的机械性能

ASME B16.20 R26 Inconel 601 环形垫片

Inconel 601（合金 601/UNS N06601）的物理特性

产品形式和标准

制造和热处理

Inconel 601 的切削加工性（合金 601/UNS N06601）

所有常规加工技术都可以加工 Inconel 601 合金。 合金在工作时往往会努力工作。 机械加工。

化层：Inconel 601 （合金 601/UNS N06601）

合金可以很容易地以所有常规方式成型。 在高温下，合金可能会发生脆化，因此成型后必须去除所有残留的润滑剂。

Inconel 601 焊接（合金 601/UNS N06601）

Inconel 601 合金可以用传统方式焊接。 焊接技术：钨极气体保护焊、涂层金属电弧焊、埋弧焊等。

Inconel 601锻造（合金 601/UNS N06601）

Inconel 601 合金可以在 1038 ~ 1232°C （1900 ~ 2250°F） 的温度下锻造。

Inconel 601 （合金 601/UNS N06601） 的热加工

这种合金在 871 ~ 1232°C （1600 ~ 2250°F） 的温度下进行热加工。

Inconel 601 的冷加工（合金 601/UNS N06601）

这种合金可以使用标准工具进行冷加工。

Inconel 601 （合金 601/UNS N06601） 的加工热处理

Inconel 601 （UNS N06601） 镍基合金不是沉淀硬化合金，不能通过热处理进行时效硬化。 冷加工后，材料在上升到 900°C 以上时会软化。 对于需要高温强度的材料，建议在 1100~1200°C 下进行固溶热处理。 此时的冷却方法是水冷，但根据板厚，也可以进行空气冷却。 但是，为避免碳化物析出，建议在 500~800°C 的温度范围内尽快冷却。

Inconel 601 的加工性能（合金 601/UNS N06601）

Inconel 601 （UNS N06601） 镍基合金易于加工。 加热温度为1150~1200°C，热工作温度为1050~1200°C。 也可以在 850°C 或更低温度下进行简单加工。 在 650~850°C 时出现裂纹。 避免在此温度范围内加工。 为避免碳化物析出，建议在 500 ~ 800 °C 范围内提高冷却速度。 601合金具有优良的冷加工性，可加工成SUS310S、SUSXNUMXS等。 合金 800。

Inconel 601 （合金 601/UNS N06601） 退火

Inconel 601 合金的退火在 1149°C （2100°F） 下进行，然后淬火以避免热裂纹。

镍基合金Incoloy 601（合金 601/UNS N06601）的应用领域

• 带有托盘、篮子和固定装置的热处理设备。

• 钢丝退火、辐射管、高速燃气燃烧器、网带炉。

• 在隔离罐和催化剂支撑网格中改性氨，用于生产硝酸。

• 排气系统零件。

• 管道系统。

• 固体废物焚烧炉的燃烧室。

• 管道支架和灰烬处理部分。

• 排气排毒系统组件。

• 氧气到加热器。

• 热交换管

• 管件

• 法兰

• 电子管

• 
  

镍基高温合金的牌号规格和可用性：Inconel 601 （Alloy 601/UNS N06601）

品种分类：

制作各种规格的 Inconel 601 无缝管、Inconel 601 钢板、Inconel 601 圆棒、Inconel 601 锻造、Inconel 601 法兰、Inconel 601 管件、Inconel 601 焊管、Inconel 601 钢带、Inconel 601 焊丝和辅助焊接材料。

交货状态：

• 无缝管：固溶体+酸性白，长度可配置;

• 板：固溶、酸洗、修整。

• 焊接管：固溶体酸性白+RT%探伤;

• 锻造：退火 + 汽车抛光。 棒材经过锻造和轧制、表面抛光或车辆抛光。

• 带材在冷轧、固溶软态和脱氧后交付。

• 我们提供固溶体盘、直带和固溶直带，这些带材是在轻质状态下将线材精细粉碎制成的。

• 
  

固溶处理温度对冷轧 Inconel 601 镍基合金管材组织和性能的影响

在 601-960 °C 下，通过金相显微镜、扫描电子显微镜、力学试验和腐蚀试验研究了固溶温度对冷轧 Inconel 1040 合金管微观组织和性能的影响。
Inconel 601 合金因其高稳定性、高强度以及耐腐蚀、抗氧化和热蠕变而常用作高温和耐腐蚀材料。 Inconel 601 合金补充了 Al、Cu、Ti 和 Nb 等元素，因此热处理工艺只能选择固溶处理。 在固溶体加工中，铬一方面在晶界处析出，形成缺铬区域。 另一方面，多晶结构的转变发生在固溶处理过程中，影响腐蚀性能。 因此，了解固溶处理工艺对 Inconel 601 合金的结构、机械性能和腐蚀性能的影响非常重要。 目前对这种合金的研究集中在沉淀和腐蚀行为上。 然而，尚未报道关于这种合金的结构和性能与固溶处理工艺之间关系的研究。

1. 测试材料和测试方法

测试材料为Inconel 601合金冷轧管，规格Φ159.2mm×5.1mm，化学成分见表1。 挤压工艺：Φ302mm×208.4mm Ф8.2mm 圆钢热挤压用于基本管，挤出温度为 1080°C。 °C; 冷轧工艺：冷轧×Φ208.4mm至8.2mm至Φ159.2mm×5.1mm，变形率为52.4%。 变形率为 52.13%。 根据 ASTM B52.13-167 将成品冷试样加工成所需尺寸。 固溶处理在马弗炉中以 960°C 的间隔在 18 ~ 20°C 的温度范围内进行，停留时间为 1040 分钟，然后进行水冷却。 固溶处理后，对试样进行研磨和抛光。 用金相显微镜 （OM） 和扫描电子显微镜 （SEM） 观察组织和形态，根据 ASTM E15-112 （R13） 标准评估粒度，并研究与固溶处理温度相对应的组织变化。 根据 ASTM A2021 – 370 标准室温拉伸试验的万能拉伸试验机，分析拉伸强度 （Rm） ≧21 MPa、屈服强度 （Rp550） ≧ 0.2 MPa、伸长率 （A） ≧ 205% 和拉伸性能之间的关系。 测量固溶过程温度，并使用电子显微镜 （SEM） 测量拉伸断裂性能。 TH-30 带洛氏硬度计 带硬度计的试样。 硬度计，用于检测试样硬度随固溶处理温度的变化，洛氏硬度≤ 300HRB。 按照ASTM G100A-28（R02）晶间腐蚀试验方法，腐蚀时间2015小时，腐蚀速率≤24mm/a，调查固溶处理温度与腐蚀性能的关系，综合检测结果，选择最合适的固溶处理工艺。
表 1 Inconel 601 合金的化学成分/%

2. 测试结果和讨论

2.1 固溶处理温度对 Inconel 601 合金管结构的影响

图 1 显示了 Inconel 601 合金在各种固溶处理温度下绝缘 15 分钟的金相照片。 如图 960A 所示，在 1°C 的固溶处理中，晶粒细小，晶粒的平均尺寸为 22.3 μm，重结晶基本完成。 随着温度的升高，颗粒会生长，但粒径的增长往往起初很慢，然后很快。 在 1000 °C 的温度下，颗粒的平均尺寸为 1 μm，如图 35.7（c） 所示。 当温度超过 1000°C 时，晶粒迅速生长。 1020°C 时的平均粒径为 53.2 μm，1040°C 时的平均粒径为 65.3 μm。 由于晶粒的变形量大，晶粒的生长速度显得很慢，然后又变快。 经过大量的冷变形后，Inconel 601合金的基体中存在大量的残余能量，因此当合金的温度开始升高时，会释放出一些残余能量，位错会消耗一定量，但是因为它速度快。 由于消耗量相对较低，因此在颗粒生长的早期阶段进行固溶处理并不明显。 如果温度继续升高，残余能量将完全释放，位错的消耗将增加，晶界扩散将更加强烈，颗粒将迅速生长。

图 1 （a） 960 °C、（b） 980 °C、（c） 1000 °C、（d） 1020 °C、（e） 1040 °C 固溶体 Inconel 601 合金的结构和形态，以及 （f） 粒度的变化
在 960°C 固溶体处理基体中仍存在大量的线性沉淀相，沉淀相可以固定在晶界并阻碍晶粒的生长，如图 2（a） 所示。 当固溶温度升高到 980°C 和 1000°C 时，基体中的析出相减少，但由于少量析出相干扰了晶粒的生长，晶粒尺寸的增长仍然减慢。 如图 2B 和 2C 所示。 当溶液温度达到 2°C 时，基体中的线性沉淀相基本不再观察到，如图 2D 所示，晶粒尺寸显着增大。 当温度上升t o 1040°C 时，在体底观察到的沉淀阶段很少，并且颗粒尺寸迅速增长。 这主要与反向溶解的沉淀相有关，晶界的运动速度也与增加密切相关。 图 2（e）。 Inconel 601 合金含有大量的合金元素，冷变形形成大量的残能量和析出相。 在固溶处理过程中，残余能量被释放，沉淀相溶解并返回。 当固溶处理温度较低时，残余能量不能完全释放，只有沉淀相后面的一部分被溶解，晶界仍然起固定的作用，使晶粒的生长缓慢，如图 2 （a-c） 所示。 ）。 当固溶体温度达到一定温度时，残余能量完全释放，沉淀相的溶解也完成，晶界不再受外钉作用，粒径迅速增长，如图 2 （d – e） 所示。 当固溶体温度为 1020°C 时，析出相的 Inconel 601 合金基本熔化，颗粒不再受到冲击引起的钉扎效应的影响。

图 2 Inconel 601 合金在 （a） 960 °C、（b） 980 °C、（c） 1000 °C、（d） 1020 °C 和 （e） 1040 °C 下固溶处理的沉淀相形貌。固溶温度对 Inconel 601
合金的粒度有显著影响。 谷物生长过程可以用 Arrhenius 公式来描述。

D2 − d02 = A × exp（−Q/RT）

在公式中：

• D 是给定温度下的平均粒径 （μm）。

• D0 是原始粒径 μm。 A 是手指的超前系数。

• Q 是颗粒生长的活化能，kJ/mol。 和

• R 是气体常数，R = 8.314 J/（mol. K); 和

• T 是固溶处理温度 K。

由于初始颗粒非常小，因此 D02<D2，方程式如下所示：

lnD=lnA'−Q/2RT （1）

在方程中：lnA' 绘制了 1/T 与 10000/lnA
温度的倒数与线性拟合的粒度对数 lnD，并显示了保持温度为 15 分钟时各种温度的倒数和粒度对数的拟合结果。
B 曲线拟合公式如下：

lnD=22.19-23639.4/τ （2）

根据方程 （1） 和 （2），可以计算出 Inconel 960 合金绝缘体在 1040~601°C 下 15 分钟的晶粒生长活化能 Q。b = 393.08kJ/mol。 在合金的冷变形固溶处理中，一方面原子的活性增加，扩散变得更加强烈。 另一方面，沉淀相返回溶解，这削弱了固定并使颗粒生长得更快。

2.2 固溶体加工温度对 Inconel 601 合金管机械性能的影响

从图 3（a） 中可以看出，随着固溶体温度的升高，Inconel 601 合金的强度逐渐降低。 当固溶处理温度为 960~1040°C 时，合金的抗拉强度从 701MPa 增加到 622MPa，屈服强度从 304MPa 增加到 252MPa。 由于Inconel 601合金的冷变形，积累了大量的位错、异常能量和析出相，同时固溶处理形成细小的等轴晶体，等轴晶体的形成消耗了基体的异常能量和位错。 在 960°C 的固溶处理中，形成细小的等轴晶体，析出相溶解较少，导致合金强度更高。 随着固溶体加工温度的升高，等轴晶体的形成完成，发生生长，消耗大量的应变能和位错，析出相也受到大量的反向熔化，合金的强度降低。 当温度达到 1020°C 时，合金的强度显着降低，但下降速度有所降低。 这是因为此时基体中的沉淀相基本是逆溶解的，大大增加了粒度，降低了强度。 当温度超过 1020°C 时，颗粒尺寸显着增加，强度下降变得更加明显（见图 3（a））。 从图 3（b） 中可以看出，随着固溶体温度的升高，合金的硬度呈现逐渐降低后迅速下降的趋势，伸长率相反，在固溶体温度约为 1020°C 时越过。 当固溶体温度低时，晶粒细小，析出相溶解不完全，合金硬度低，塑性低。 当固溶处理温度高时，晶粒迅速生长，析出相完全溶解，合金硬度低，塑性高。 固溶处理温度为 960~1040°C，随着温度的升高，合金的硬度从 84.1HRB 降低到 77.7HRB。 合金的伸长率趋于平缓，在 960°C 时达到 52.6% 的伸长率，在 1040°C 时达到 60.1% 的伸长率。
将 Inconel 601 合金在不同热处理温度下的平均晶粒尺寸与拉伸强度和硬度值作图，并线性近似。 强度与晶粒尺寸线性关系的相关系数在 0.9692、0.9643、0.9802 处接近 1，表明回归曲线可靠，线性关系与 Hallpetsch 关系基本一致。 随着温度的升高，材料的强度和硬度降低，塑性增加。 结合该试验的结果可以看出，Inconel 601合金在1020 °C的固溶处理温度下冷轧后，材料的抗拉强度、屈服强度和硬度大大降低，伸长率增加，基体中的析出相完全溶解。 ，粒径也在迅速增长。 1020°C 的固溶温度、硬度和伸长率曲线相交，表明此时材料的整体力学性能较好。

图 3 固溶体加工温度对 Inconel 601 合金的屈服和拉伸强度 （a） 以及硬度和伸长率 （b） 的影响

2.3 固溶温度对Inconel 601 合金管磁通剂形貌的影响

图 4 显示了在 601~960°C 下用固溶体处理的 Inconel 1040 合金的拉伸断裂形式。 从图 4A 中可以看出，当固溶处理温度为 960°C 时，断裂形式为塌陷面和强颅窝的混合断裂。 这是因为许多沉淀相不能完全再溶解在低温固溶处理的基质中，具有抑制应力过程中位错转移的作用，大量的沉淀相很容易引起应力。 浓缩并表现出脆性断裂。 由于在冷变形温度下再结晶，巢的韧性降低，出现断裂的韧性。 因此，将需要对混合破坏形式的破坏进行低温处理。 固溶体温度升高，析出相回归溶解，消耗应变能和位错，合金的塑性韧性提高，断裂形式逐渐由脆性断裂转变为韧性断裂转变。 图 4（b） 和图 4（c） 分别显示了 980°C 和 1000°C 固溶处理后的断裂形态，坚韧巢的数量显著增加，断裂形式呈现假解离断裂。 如果我们观察 1020°C 时的断裂形式，我们可以看到断裂基本上是一个坚韧的巢，这就是典型的韧性断裂，如图 4（d） 所示。 从图 4（e） 中可以看出，在 1040°C 固溶处理后，断裂区域的坚韧病灶分布较深且均匀，表现出明显的韧性断裂。 当固溶体温度超过此温度时，晶粒的生长显著，断裂部分的韧性窝相对较大，与相邻的坚韧窝接触形成较大的刚性窝。

图 4 在 601°C 下处理的 Inconel 1040 合金固溶体的断裂形式 （a） 960°C， （b） 980°C， （c） 1000°C， （d） 1020°C， （e）

2.4 固溶处理温度对 Inconel 601 合金管腐蚀性能的影响

从图 5 中可以看出，随着固溶体加工温度的升高，Inconel 601 合金的腐蚀速率起初趋于降低，然后趋于稳定。 腐蚀性液体为 50% 硫酸和硫酸铁溶液。 当固溶体温度为 1000°C，腐蚀速率为 0.0379mm/a，固溶体温度为 1020°C 时腐蚀速率为 0.0254mm/a，1040°C 时腐蚀速率为 0.0223mm/a，固溶体温度为 1,000°C 或更高时，腐蚀速率基本稳定。 Inconel 601 合金的腐蚀性能主要受析出相的影响。 Inconel 601合金在冷态下含有大量的析出相，固溶体温度低，析出相溶解并返回，但仍存在，导致材料腐蚀速率相对较高。 当温度上升到 1020°C 时，析出相基本溶解，合金的腐蚀速率恢复到 0.0254 mm/a。 在 1040°C 的固溶体温度下，存在沉淀相和溶解回流，但由于粒径较大，相对腐蚀速率和 1020°C 时的腐蚀速率没有显着变化。
综合分析表明，固溶体加工温度的升高增加了 Inconel 601 合金的晶粒尺寸、塑性和抗晶间腐蚀能力，导致强度和硬度降低。 固溶处理可以有效提高 Inconel 601 合金的整体性能。 固溶处理温度为1040°C，合金的伸长率和耐腐蚀性性能最佳，但粒度较粗，强度和硬度较低。 当在 1040°C 下用固溶体处理时，晶间耐腐蚀性和伸长率略低于 1020°C，但强度和硬度更合适。 因此，Inconel 601 合金冷变形后 15 分钟的最佳固溶处理温度为 1020 °C。

图5 固溶处理温度对Inconel 601合金在50%硫酸-硫酸铁溶液
中腐蚀离子速率的影响

3. 总结

• （1）Inconel 601合金管在冷变形过程中，固溶处理温度960~1040 °C保温15 min，晶粒生长速率缓慢后呈快速趋势，晶粒生长活化能为393.08kJ/mol。 拉伸强度、硬度和晶粒尺寸符合 Whole Petch 方程。

• （2）随着固溶温度的升高，Inconel 601合金的粒度发生冷变形，塑性和晶间腐蚀性能增加，强度和硬度降低，断裂模式由混合断裂转变为韧性断裂。 在大约 1020°C 的温度下，硬度曲线和伸长率曲线相交，从而提高了材料的整体性能。

• （3）当腐蚀速率随温度升高而稳定时，Inconel 601合金管的晶间腐蚀性能呈先下降后平滑的趋势，在1020 °C以上时。 整体性能优异的 Inconel 601 合金 Φ159.2mm×5.1mm 管的最佳固溶处理工艺为 1020°C 和保温 15 分钟。