德國牌號: W.Nr.2.4858
DIN牌號: NiCr21Mo
法國牌號: NC21FeDu
英國牌號: NA16
美國牌號: UNS N08825
ISO牌號: NiFe30Cr21Mo3
NS111是鈦穩(wěn)定化處理的全奧氏體鎳鐵鉻合金，并添加了銅和鉬。
NS111具有以下特性：
●好的耐應(yīng)力腐蝕開裂性能。
●好的耐點(diǎn)腐蝕和縫隙腐蝕性能
●很好的抗氧化性和非氧化性熱酸性能
●在室溫和高達(dá)550℃的高溫時(shí)都具有很好的機(jī)械性能
●具有制造溫度達(dá)450℃的壓力容器的認(rèn)證
NS111化學(xué)成分：
| 鎳 | 鉻 | 鐵 | 碳 | 錳 | 硅 | 銅 | 鉬 | 鋁 | 鈦 | 磷 | 硫 | |
| min | 38 | 19.5 | 余量 | 1.5 | 2.5 | 0.6 | ||||||
| max | 46 | 23.5 | 0.025 | 1.0 | 0.5 | 3.0 | 3.5 | 0.2 | 1.2 | 0.02 | 0.01 |
密度：ρ=8.1g/cm3
熔化溫度范圍：1370～1400℃
| 溫度℃ | 比熱容J/Kg K | 熱導(dǎo)率W/mK | 電阻率μΩcm | 彈性模量KN/mm2 | 熱膨脹系數(shù)10-6/K |
| 20 | 440 | 10.8 | 112 | 195 | |
| 93 | |||||
| 100 | 462 | 12.4 | 114 | 190 | 14.1 |
| 200 | 488 | 14.1 | 118 | 185 | 14.9 |
| 204 | |||||
| 300 | 514 | 15.6 | 120 | 179 | 15.2 |
| 316 | |||||
| 400 | 540 | 16.9 | 124 | 174 | 15.6 |
| 427 | |||||
| 500 | 565 | 18.3 | 126 | 168 | 15.8 |
| 538 | |||||
| 600 | 590 | 19.6 | 126 | 161 | 16.0 |
| 649 | |||||
| 700 | 615 | 21.0 | 127 | 154 | 16.7 |
| 760 | |||||
| 800 | 655 | 23.2 | 128 | 142 | 17.2 |
| 871 | |||||
| 900 | 680 | 25.7 | 129 | 130 | 17.6 |
| 982 | |||||
| 1000 | 710 | 28.1 | 130 | 119 | 17.9 |
NS111機(jī)械性能：
下表中所列性質(zhì)適用于NS111合金的指定規(guī)格產(chǎn)品軟化退火（穩(wěn)定化退火）后的情況。非標(biāo)準(zhǔn)尺寸材料的特殊性能可以根據(jù)特定應(yīng)用場合的要求提供。
室溫機(jī)械性能（最小值）
| 產(chǎn)品 | 規(guī)格 |
屈服強(qiáng)度 RP0.2 N/mm2 |
屈服強(qiáng)度 RP1.0 N/mm2 |
抗拉強(qiáng)度 Rm N/mm2 |
延伸率 A50% |
布氏硬度 HB |
|
薄板帶材/冷軋 板材/熱軋 |
0.5-6.4 |
240 |
265 | 585 | 30 | <=200 |
| 5-100 | 135-165 | |||||
|
棒材 冷加工 熱加工 |
1.6-64 | |||||
| 25-100 | ||||||
| >100-240 | 220 | 250 | 550 | 35 | ||
|
管材 冷加工 熱加工 |
64-240 | 180 | - | 530 | 30 | - |
| 5-100 |
240 |
265 | 585 | 30 | ||
| 冷凝和熱交換器 | 16-76 |
| 產(chǎn)品 | 屈服強(qiáng)度RP0.2 N/mm2 | 屈服強(qiáng)度RP1.0 N/mm2 | ||||||||
| 溫度℃ | 100 | 200 | 300 | 400 | 450 | 100 | 200 | 300 | 400 | 450 |
| 板、帶、管 | 205 | 180 | 170 | 160 | 155 | 235 | 205 | 195 | 185 | 180 |
| 棒 | 190 | 165 | 155 | 145 | 140 | 220 | 190 | 180 | 170 | 165 |
室溫平均值：軸向>=150J/cm2
徑向>=100J/cm2
NS111條件應(yīng)力值：
達(dá)到90%屈服強(qiáng)度的高條件應(yīng)力值可應(yīng)用于允許略大一點(diǎn)變形量的應(yīng)用場合。這些應(yīng)力引起的永久應(yīng)力會導(dǎo)致尺寸的變化，因此不推薦用于法蘭和密封墊圈連接件。
NS111金相結(jié)構(gòu)：
NS111合金具有穩(wěn)定的面心立方結(jié)構(gòu)。化學(xué)成分和恰當(dāng)?shù)臒崽幚肀ＷC了耐腐蝕性不受敏化性的削弱。
NS111耐腐蝕性：
NS111是一種通用的工程合金，在氧化和還原環(huán)境下都具有抗酸和堿金屬腐蝕性能。
高鎳成份使合金具有有效的抗應(yīng)力腐蝕開裂性。
在各種介質(zhì)中的耐腐蝕性都很好，如硫酸、磷酸、硝酸和有機(jī)酸，堿金屬如氫氧化鈉、氫氧化鉀和鹽酸溶液。
NS111較高的綜合性能表現(xiàn)在腐蝕介質(zhì)多樣的核燃燒溶解器中，如硫酸、硝酸和氫氧化鈉都在同一個(gè)設(shè)備中處理。
NS111應(yīng)用范圍：
NS111廣泛應(yīng)用于各種使用溫度不超過550℃的工業(yè)領(lǐng)域。
典型應(yīng)用為：
● 硫酸酸洗工廠用的加熱管、容器、筐及鏈等。
● 海水冷卻熱交換器、海洋產(chǎn)品管道系統(tǒng)、酸性氣體環(huán)境管道。
● 磷酸生產(chǎn)中的熱交換器、蒸發(fā)器、洗滌、浸漬管等。
● 石油精煉中的空氣熱交換器
● 食品工程
● 化工流程
● 高壓氧氣應(yīng)用的阻燃合金。
NS111加工和熱處理
NS111合金在一般的工業(yè)過程中都易于加工。
NS111預(yù)熱：
溫度控制對于保證合金的耐腐蝕性能不受敏化性的削弱非常重要。工件在加熱之前和加熱過程中都必須進(jìn)行表面清理，保持表面清潔。
若加熱環(huán)境含有硫、磷、鉛或其他低熔點(diǎn)金屬，Nicrofer 6023/6023H合金將變脆。雜質(zhì)來源于做標(biāo)記的油漆、粉筆、潤滑油、水、燃料等。燃料的硫含量要低，如液化氣和天然氣的雜質(zhì)含量要低于0.1%，城市煤氣的硫含量要低于0.25g/m3，石油氣的硫含量低于0.5%是理想的。
熱處理最好在真空電阻爐或惰性氣體保護(hù)氣氛中進(jìn)行，因?yàn)檫@樣可以控溫精確并且不受雜質(zhì)污染。若燃?xì)獾碾s質(zhì)含量較低時(shí)也可考慮使用燃?xì)饧訜釥t，這樣可以得到中性或弱氧化性的氣氛。應(yīng)避免爐氣成分在氧化性和還原性中波動，燃燒火焰不能直接燒向工件。
NS111熱加工：
NS111合金合適的熱加工溫度為1150-900℃，冷卻方式可以是水淬或快速空冷。
熱加工時(shí)，工件可以直接送入已經(jīng)到溫的爐子。爐子到溫后，材料的保溫時(shí)間為每100mm厚度60分鐘。保溫到規(guī)定的時(shí)間后立即出爐，在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)加工。如果金屬的溫度降到最低加工溫度以下，應(yīng)再次加熱。
熱加工后應(yīng)及時(shí)退火以保證得到最佳的耐腐蝕性能和適合的晶體結(jié)構(gòu)。
NS111冷加工：
冷加工應(yīng)在固溶處理后進(jìn)行，NS111的加工硬化率和奧氏體不銹鋼接近，因此加工設(shè)備應(yīng)作相應(yīng)調(diào)整。
在冷加工量較大時(shí)應(yīng)有中間退火過程。當(dāng)最終冷變形量大于15%時(shí)需要最終穩(wěn)定化處理。
NS111熱處理：
軟化退火或穩(wěn)定化處理的溫度范圍是920-980℃，最合適為940±10℃。
對于厚度大于1.5mm 的工件推薦采用水淬或快速空冷以得到最大的抗蠕變性。
在任何熱處理過程中，都要注意前面提到的關(guān)于保持清潔的事項(xiàng)。
NS111打磨和酸洗：
在NS111工件焊縫附近的氧化物要比不銹鋼的更難以去除，需要用細(xì)砂帶或砂輪打磨。為保持金屬的光澤，打磨時(shí)要非常小心。
在硝酸和氫氟酸的混合酸中酸洗之前，也要用砂紙去除氧化物或進(jìn)行鹽浴預(yù)處理。酸洗的時(shí)間尤其要注意。
NS111機(jī)加工：
NS111的機(jī)加工需在固溶處理后進(jìn)行，要考慮到材料的加工硬化性，與奧氏體不銹鋼不同的是，需要采用低表面切削速度和重進(jìn)刀量。
NS111焊接：
在對鎳基合金進(jìn)行焊接時(shí)，應(yīng)遵循以下規(guī)程：
1.工作場地
工作場地應(yīng)單獨(dú)分開或與碳鋼的加工區(qū)域有足夠遠(yuǎn)的距離，盡可能保持清潔，設(shè)有隔板
并避免兩區(qū)域間通風(fēng)。
2.工作服和輔助用品
應(yīng)佩戴干凈的細(xì)紋皮手套，穿著干凈的工作服。
3.工具和機(jī)器設(shè)備
應(yīng)該有鎳基合金和鎳鉻鋼的專用工具，鋼絲刷應(yīng)采用不銹鋼材料制成，機(jī)器設(shè)備如剪切
機(jī)、沖床、軋機(jī)等應(yīng)該蓋上氈、紙板或塑料紙以防鐵碳金屬掉在機(jī)器表面而使加工材料
粘上，導(dǎo)致腐蝕。
NS111清理：
去除氧化皮、油污和各種標(biāo)記印痕，并用丙酮對焊接區(qū)域的基體金屬和填充合金（如焊條）進(jìn)行清潔，注意不能使用三氯乙烯TRI、全氯乙烯PER 和四氯化物TETRA。
NS111邊緣準(zhǔn)備：
最好采用機(jī)加工，如車、銑、刨，也可以進(jìn)行等離子切割，若采用后者，切割邊緣（焊接面）一定要研磨干凈平整，允許不過熱的精磨。焊縫兩邊的母材約25mm 寬度的區(qū)域要打磨至露出光亮金屬。
NS111坡口角度：
與碳鋼相比，鎳基合金和特種不銹鋼的物理性能特點(diǎn)主要是低的熱導(dǎo)率和高的膨脹系數(shù)，這些特性都要在焊接坡口準(zhǔn)備時(shí)予以考慮，包括加寬底部間隙（1～3mm），同時(shí)由于熔融金屬的粘滯性，在對接焊時(shí)應(yīng)采用更大的坡口角度（60～70°）以抵消材料的收縮。
NS111起弧：
不能在工件表面起弧，應(yīng)在焊接面起弧，以防起弧點(diǎn)導(dǎo)致腐蝕。
NS111焊接工藝：
NS111適合采用任何傳統(tǒng)焊接工藝與同種材料或其他金屬焊接，如鎢電極惰性氣體保護(hù)焊、等離子弧焊、手工亞弧焊、金屬極惰性氣體保護(hù)焊、熔化極惰性氣體保護(hù)焊，其中脈沖電弧焊是首選方案。在采用手工電弧焊時(shí)，推薦使用(Ar+He+H2+CO2)多種成份混合的保護(hù)氣體。
NS111的焊接必須在退火態(tài)進(jìn)行，并使用不銹鋼絲刷清理干凈污漬、粉塵和各種記號。在焊縫根部焊接時(shí)，為得到最佳的根部焊縫質(zhì)量，操作必須非常小心(氬氣99.99)，這樣在根部焊接完后焊縫就不產(chǎn)生氧化物。焊接熱影響區(qū)產(chǎn)生的顏色要在焊縫區(qū)域未冷卻時(shí)用不銹鋼刷刷去。
NS111填充金屬：
對于氣體保護(hù)焊接工藝，推薦采用以下的填充金屬
金屬焊條：
Nicrofer S 6020-FM625
材料號2.4831
SG- NiCr21Mo9Nb
AWS A5.14: ERNiCrMo-3
藥皮焊條：
材料號2.4621
EL- NiCr20Mo9Nb
AWS A5.11: ENiCrMo-3
NS111焊接參數(shù)及影響（熱輸入量）：
焊接操作應(yīng)在熱量輸入表規(guī)定的低熱量輸入下進(jìn)行，采用疊珠焊縫技術(shù)，層間溫度不超過120℃，必須遵守焊接規(guī)范。
NS111焊后處理（酸洗、刷除氧化物及熱處理）：
焊接后應(yīng)立即用不銹鋼絲刷刷除氧化物，也就是說，在金屬還沒有產(chǎn)生焊接色的時(shí)候就刷，這樣可以得到理想的表面質(zhì)量而不需要酸洗。
若沒有特別要求或規(guī)定，酸洗通常是焊接中的最后一道工序，請參考去氧化皮及酸洗一節(jié)。
焊接前后均不需要熱處理。
|
板材 厚度 mm |
焊接工藝 | 焊條 |
焊接參數(shù) (根部焊道) |
中間和最終焊道 |
焊接速度 cm/min |
流量/防護(hù)氣體速率 L/min |
等離子氣/速率 L/min |
等離子 體噴嘴 直徑mm |
|||
|
直徑 mm |
速度 m/min |
A | V | A | V | ||||||
| 3.0 |
手工 GTAW |
2.0 | 90 | 10 | 110-120 | 11 | 10-15 |
Ar W31) 8-10 |
|||
| 6.0 |
手工 GTAW |
2.0-2.4 | 100-11 | 10 | 120-130 | 12 | 10-15 |
Ar W31) 8-10 |
|||
| 8.0 |
手工 GTAW |
2.4 | 110-12 | 11 | 130-140 | 12 | 10-15 |
Ar W31) 8-10 |
|||
| 10.0 |
手工 GTAW |
2.4 | 110-12 | 11 | 130-140 | 12 | 10-15 |
Ar W31) 8-10 |
|||
| 3.0 |
自動 GTAW |
1.2 | 0.5 | 手工 | 150 | 10 | 25 |
Ar W31) 15-20 |
|||
| 5.0 |
自動 GTAW |
1.2 | 0.5 | 手工 | 150 | 10 | 25 |
Ar W31) 15-20 |
|||
| 2.0 | 熱絲GTAW | 1.0 | 0.3 | 180 | 10 | 80 |
Ar W31) 15-20 |
||||
| 10.0 | 熱絲GTAW | 1.2 | 0.45 | 手工 | 250 | 12 | 40 |
Ar W31) 15-20 |
|||
| 4.0 | 等離子弧 | 1.2 | 0.5 | 165 | 25 | 25 |
Ar W31) 30 |
||||
| 6.0 | 等離子弧 | 1.2 | 0.5 | 190-20 | 25 | 25 |
Ar W31) 30 |
Ar W31) 3.0 |
3.2 | ||
| 8.0 |
MIG/ MAG GMAW |
1.0 | 約8 | GTAW | 130-140 | 23-27 | 24-30 |
MAG2) MIG:Ar 18-20 |
Ar W31) 3.5 |
3.2 | |
| 10.0 |
MIG/ MAG GMAW |
1.2 | 約5 | GTAW | 130-150 | 23-27 | 20-26 |
MAG2) MIG:Ar 18-20 |
|||
| 6.0 | SMAW | 2.5 | 40-70 | 約21 | 40-70 | 約21 | |||||
| 8.0 | SMAW | 2.5-3.25 | 40-70 | 約21 | 70-100 | 約22 | |||||
| 16.0 | SMAW | 4.0 | 90-130 | 約22 | |||||||
|
氬氣或氬氣+不超過3%的氫氣 對于MAG焊，推薦使用保護(hù)性氣體Cronigon He30S或手工氬弧焊，例如鎳焊接時(shí)推薦使用。在所有氣體保護(hù)焊操作中，都要確保有足夠的防護(hù)層。 這些數(shù)據(jù)僅供參考，并為焊機(jī)設(shè)置提供方便。 |
|||||||||||
| 焊接工藝 | 單位長度的熱量輸入kJ/cm | 焊接工藝 | 單位長度的熱量輸入kJ/cm |
| GTAW，手工/全機(jī)械化 | ≤ 10 | MIG/MAG，手工/全機(jī)械化 | ≤ 11 |
| 熱絲GTAW | ≤ 6 | 手工電弧焊(SMAW) | ≤ 7 |
| 等離子弧 | ≤ 10 |
