AL-601

Allegheny Ludlum Corporation AL 601 镍基合金 （UNS N06601) 简介 Allegheny Ludlum公司生产的AL601合金（UNS N06601)是一种用于高温和耐腐蚀两种环境的镍--铬--铁合金，与AL600合金（UNS N06600)相比，AL601合金增加了Cr和A1的含量，这两种元素的增加使该合金具有优异的抗高温氧化性能。AL-601合金在含C和S的高温环境中具有很好的耐蚀性能，同时在水溶液中也有很好的耐蚀性能。 AL601合金被用于大气环境下的加热和化学过程设备中，用于发动机，污染控制设备和热处理设备。 AL601合金的锻造，机加工，焊接性能与稳定的奥氏体不锈钢相类似。 产品形式 Allegheny Ludlum公司生产的AL601合金以板，薄板和带的形式供货，所有产品以退火态或固溶态供货。 技术文件 AL601合金所涉及的技术文件列于表1 产品形式 技术文件 ASTM ASME AMS 薄板，带，板 B168 5870 棒，锻件，锻环 5715 棒，丝 B166 无缝管 B167 AL601合金典型化学成份列于表2 元素 wt.% C 0.05 Mn 0.50 S 0.005 Si 0.25 Cr 23.0 Ni 60.5 Fe 14.1 Al 1.35 Cu 0.25 物理性能 密度 8.05g/cm 导磁性 1.02 比热 （0-100℃）460J/kg ok AL601合金的热膨胀系数列于表3 温度 ℃ 热膨胀系数10-6 27 11．0 93 13．7 204 14．4 316 14．6 427 14．9 538 15．3 649 16．0 760 16．5 871 17．1 982 17．7 1093 18．3 AL601合金的弹性模量列于表4 温度 ℃ 弹性模量MPa×10 拉伸 扭转 21 205 81 93 200 80 204 195 76 316 190 74 427 185 70 538 175 67 649 170 63 760 155 57 871 140 51 982 125 45 1093 110 39 抗高温氧化性能 AL601合金具有优异的抗高温氧化和抗起皮性能。图1显示了该合金在1090℃保温15分钟后在5分钟内冷却到室温的苛刻交替循环试验数据。试验数据表明，在此循环氧化条件下，AL601合金的失重极小，即该合金的高温氧化膜稳定且保护性能很好。为了显示AL601合金在此种试验环境中的优势，图1中还包括了其他具有优良高温抗氧化性能材料如：镍基的 22Cr,18.5Fe,9Mo,1.5Co,0.6W； 50Ni,50Cr； INCONEL702合金的试验数据。 AL601合金的高温抗氧化性能明显超过了具有优良耐高温氧化的702合金。 图1 循环氧化数据：在1093℃加热15分钟，在5分钟内冷至室温。 在循环氧化试验中AL601合金比309，310，330型合金的抗氧化性更好，试验结果示于图2。 循环时间 小时 图2 循环氧化试验结果 试验室试验数据进一步表明，采用钨极气体保护焊的焊接接头在1093℃具有与母材相同的抗高温氧化性能。AL601合金在高温下具有生成粘附力强的高温氧化膜的能力，这层膜的关键是能在金属表面形成一种均匀的，能渗透到氧化物内部的网状组织。在1093℃静态试验中，在暴露100小时后，这个网状组织的深度为0.002英时,在1000小时试验后,该网状组织是稳定的,保护性氧化物的厚度和结构没有变化。 1093℃循环氧化试验也被用来检验合金氧化膜的抗弯曲性能。在1093℃暴露1000小时后，AL601薄带试样（0.050×0.75×3英时）弯曲后仅产生了中等程度的破坏，而AL600合金试样上的氧化膜完全被分离。 AL601合金为高Ni合金，在硫化条件件下将被腐蚀并生成硫化物。 耐蚀性能 AL601合金的高Ni含量使其可以耐中等水平的还原性介质的腐蚀。高Ni含量还使该合金显示出优良的抗氯化物应力腐蚀的能力。同时，AL601合金所含的Cr量也使它具有抗弱氧化性介质腐蚀的能力。 AL601合金对大多数中性或碱性溶液均具有优异的耐蚀性能。 力学性能 AL601合金在室温和高温条件下均具有优良的力学性能。AL601合金在1149℃固溶处理对材料力学性能的影响小于在982℃退火处理对力学性能的影响。 短时间高温拉伸性能 退火的AL601合金的短时间高温拉伸性能列于表5中。 试验温度℃ σs0.2 MPa σb MPa δ % 204 415 750 45 427 360 705 44 538 330 620 44 649 280 415 45 760 180 235 70 871 105 125 120 应力蠕变 与309，310和330型奥氏体不锈钢相比，AL601合金在固溶处理后具有优良的应力蠕变性能。 温度0F 图3 应力蠕变曲线，1000小时。 冷成型 AL601合金具有优良的冷成型性能，高Ni含量阻止了成型期间奥氏体向马氏体的转变，这种转变可以在301或304不锈钢冷成型时发生。 AL601合金的冷加工硬化率低于301或304不锈钢，在多次冲压变形操作中，在中间退火前允许较大的变形量。 如果对AL601合金进行固溶处理以获得好的高温性能，AL601合金将产生相当大的晶粒尺寸。偏平板产品表面粗糙，呈现“桔皮”特征，这种由于大晶粒而造成的表面形态一般不作为材料性能的检测项目。 焊接 AL601合金可以用常规不锈钢的标准电阻焊和熔化焊的焊接方式进行焊接。很多种焊条和焊丝，包括匹配的焊丝都可用于AL601合金或AL601合金与其他材料之间的焊接。 INCO—WELD A或182 E焊条用于手工焊，INCONEL 82或相匹配的焊丝用于金属极气体保护焊或钨极气体保护焊。应根据焊接件所处的工作环境选择最佳匹配的焊接材料。元素铝是生成致密的，附着力强的氧化膜的重要元素，这层氧化膜仅能用砂轮打磨消除，因此，惰性气体保护是重要的。 热处理 AL601合金不能通过中温处理提高强度，仅可通过冷加工硬化提高强度。 与其他的镍基合金一样，AL601合金热处理前应进行清洁，热处理环境必须为低硫环境。冷加工后退火处理可软化材料。材料在871℃开始软化，软化可在约1149℃进行，在约1010℃时，晶粒迅速长大。在约540℃的低温应用中，应进行低温退火处理，对于高于540℃的高温应用时，较高的蠕变强度来自1149℃温度范围内固溶处理所产生的大晶粒组织。AL601合金缓冷产品的硬度与水淬处理的硬度大致相同。当AL601合金在水溶液环境中应用时，应采用水淬处理以避免敏化。 重量变化mg/cm2 循环时间 小时 应力（Psi) 4 _1103375357.unknown _1103377608.unknown _1103374666.unknown