NS113耐腐蚀合金板材（厚度0.5~50 mm）

NS113耐蚀合金

一、基本信息
NS113合金在600~1000℃高温下展现卓越抗氧化与抗蠕变性能，是核电蒸汽管、裂解炉管等关键部件的首选材料，兼具高性价比与长期稳定性。
NS113（国内牌号，对应国际标准 Incoloy® 800HT/UNS N08811/W.Nr. 1.4959）是一种铁 - 镍 - 铬基高温耐蚀合金，通过优化碳、铝、钛含量，在 600~1000℃高温环境中展现出优异的抗氧化性、抗蠕变性能和抗应力腐蚀能力，是核电、石化、航空航天等领域的核心材料。
二、执行标准与市场信息

国际标准：ASTM B409（板材 / 带材）、ASTM B408（棒材）、ASTM B514（焊接管）、ASME SB-409。

国内标准：GB/T 15008（耐蚀合金棒材）、GB/T 15009（热轧板）、GB/T 15062（无缝钢管）。

价格范围：2025 年市场均价约 120~150 元 / 公斤（板材 / 棒材），高于 NS111（80~100 元 / 公斤），低于纯镍基高温合金（如 GH3030，180~220 元 / 公斤）。

三、化学成分与微观结构 NS113 的成分设计以 “高温稳定 + 耐蚀” 为核心，主要元素含量（质量分数，%）如下： 元素 含量范围 核心作用 镍（Ni） 34.0~37.0 稳定奥氏体基体，提升高温韧性与抗应力腐蚀开裂能力 铬（Cr） 24.0~26.5 形成致密 Cr₂O₃氧化膜，赋予合金 800℃以上的优异抗氧化和抗硫化腐蚀能力 铁（Fe） 余量 平衡成本与加工性，细化晶粒结构 碳（C） ≤0.030 低碳设计减少晶界碳化物析出，提升长期高温稳定性 铝（Al） 0.15~0.45 辅助形成氧化膜，与钛协同抑制晶界腐蚀 钛（Ti） 0.15~0.60 固定碳以减少晶界碳化物析出，细化晶粒，提升抗蠕变性能 硅（Si） 0.30~0.70 提高抗氧化性，增强耐酸蚀能力 微观结构：全奥氏体组织（面心立方晶格），经固溶处理（1050~1100℃，空冷）后无有害金属间相（如 σ 相、χ 相），确保高温下的结构稳定性。
四、核心性能特点 
1. 高温力学与稳定性能 NS113 的核心优势在于长期高温承载能力，尤其适合 600~1000℃的持续载荷工况： • 常温力学性能（固溶态）：

抗拉强度≥515 MPa，屈服强度≥205 MPa，延伸率≥30%，硬度≤180 HB，塑性优异，可冷成型为薄板、管材。 • 高温强度： ◦ 600℃时抗拉强度≥450 MPa，屈服强度≥180 MPa； ◦ 800℃时抗拉强度≥250 MPa，1000 小时持久强度≥60 MPa（远高于 310 不锈钢的 30 MPa）。 • 抗蠕变性能：在 800℃、100 MPa 应力下，1000 小时蠕变变形量≤1%，适合长期承受高温载荷的结构件（如核电蒸汽发生器管、裂解炉管）。 
2. 抗氧化与耐腐蚀性能 • 高温抗氧化：在空气或烟气环境中，800℃以下形成致密 Cr₂O₃膜，1000℃时 1000 小时氧化增重≤0.15 g/m²；短期暴露至 1100℃仍能保持氧化膜完整性。 • 抗硫化腐蚀：在含硫燃气（如炼油厂裂解气）中，通过铬与硫形成稳定硫化物（Cr₂S₃），抑制基体进一步腐蚀，性能优于 310 不锈钢。 • 抗应力腐蚀开裂：高镍含量（34~37%）使其在高温高压水环境中抗应力腐蚀能力显著优于 304/316 不锈钢，是核电站蒸汽发生器管的首选材料。 • 局限性：耐蚀性限于高温氧化 / 硫化环境，在酸性或含 Cl⁻介质中表现较差，需与耐蚀合金（如 NS334）搭配使用。
3. 加工与焊接特性 • 热加工：

加工温度范围 1200~900℃，终锻温度≥900℃，需快速水冷以抑制 σ 相析出。 • 冷加工：

硬化率中等，变形量 > 10% 时需中间退火（920~980℃，空冷），可制成 0.5~50 mm 厚的板材、无缝管。 • 焊接工艺： ◦ 推荐钨极氩弧焊（GTAW），焊材选用 ERNiCr-2（AWS A5.14），填充金属成分需匹配母材。 ◦ 控制热输入≤1.5 kJ/mm，层间温度≤150℃，焊后无需热处理（特殊需求可进行 1050~1100℃固溶处理）。 

五、应用领域 NS113 因 “高温强度 + 抗腐蚀” 的核心优势，主要应用于以下场景： 1. 核能工程： ◦ 核电站蒸汽发生器管，抵抗高温高压水与苛性介质的应力腐蚀。 ◦ 核反应堆压力容器、高温气冷堆结构件，耐辐射与高温氦气腐蚀。 2. 石化与化工： ◦ 乙烯裂解炉管、转化炉管（工作温度 800~950℃），抵抗高温渗碳与结焦。 ◦ 合成氨装置的高温换热器、加氢反应器内构件，耐受含硫燃气腐蚀。 3. 航空航天： ◦ 发动机高温部件（如涡轮叶片、燃烧室），在极端温度下保持结构完整性。 ◦ 地面试验设备的高温模拟装置，承受复杂工况考验。 4. 冶金与热处理： ◦ 热处理炉的炉底板、辐射管、传送带，在空气或保护气氛中长期使用。 ◦ 有色金属冶炼的焙烧炉构件，抵抗高温炉气腐蚀。
六、与同类材料的对比
对比项
NS113（Incoloy 800HT）
NS111（Incoloy 800H）
310 不锈钢（25Cr-20Ni）
镍含量（%） 34~37 30~35 19~22
碳含量（%） ≤0.030 0.05~0.10 ≤0.08
最高使用温度 1000℃长期 900℃长期 870℃短期
抗应力腐蚀 优异（高温高压水） 中等 较差
典型应用 核电蒸汽发生器管 高温炉管、裂解设备 中温炉具、热风管道
七、使用注意事项 
1. 介质兼容性：仅限高温氧化 / 硫化环境，避免在酸性、含 Cl⁻或强还原性介质中使用（易发生点蚀或晶间腐蚀）。 
2. 加工控制：热加工后需避免快速冷却，防止马氏体转变导致脆化；冷加工后需及时退火以恢复塑性。 
3. 焊接质量：严格清理坡口油污，采用高纯氩气保护（纯度≥99.99%），确保焊缝区耐蚀性与母材一致。 

八、总结 NS113 作为铁 - 镍 - 铬基高温合金的升级型号，以 “低碳设计 + 高铬镍含量” 实现了高温强度与抗腐蚀性能的平衡，是核电、航空航天等高端领域的关键材料。其在核电站蒸汽发生器管、乙烯裂解炉等场景的长期应用验证了其可靠性，尤其适合替代成本更高的纯镍基合金。未来，随着新能源和高端装备制造业的发展，NS113 在超临界锅炉、先进燃气轮机等领域的需求将持续增长。