NS315（Inconel 600）镍基合金无缝管/薄板

NS315耐蚀合金

NS315合金无缝管/薄板
NS315合金（中国牌号NS315，对应美国牌号Inconel 600）是一种镍-铬-铁系固溶强化型镍基耐腐蚀合金。该合金因其优异的综合性能，被加工成无缝管、薄板等多种形态，广泛应用于高温、腐蚀环境下的关键工业领域。

一、材料简介

NS315合金以镍（Ni）为基体，加入了大量的铬（Cr）并辅以少量的铁（Fe）和其他元素。它通过在镍铬系统中形成致密的氧化铬（Cr₂O₃）保护膜，从而具备卓越的耐氧化和耐腐蚀能力。该合金组织为典型的奥氏体，无磁性，兼具良好的高温强度和优异的冷热加工性能及焊接性。其制成的无缝管具有均匀的壁厚和高的承压能力，薄板则具有良好的表面光洁度、成形性和可焊性。



二、化学成分（质量分数 %）

元素

镍 (Ni)

铬 (Cr)

铁 (Fe)

碳 (C)

锰 (Mn)

硅 (Si)

铜 (Cu)

硫 (S)

含量 ≥72.0 14.0-17.0 6.0-10.0 ≤0.15 ≤1.0 ≤0.5 ≤0.5 ≤0.015

注：镍为余量，含有少量其他微量元素。
三、性能特点

优异的耐腐蚀性：

出色的抗高温氧化和渗碳性能，可在高温下长期使用。

对中性、碱性及多种有机酸介质有良好的耐蚀性，尤其在高温卤素环境及氢氧化钠（烧碱）中表现突出。

耐应力腐蚀开裂性能良好。

良好的高温与低温力学性能：

在高温下能保持较高的强度和抗蠕变性能。

在低温环境下仍保持良好的韧性，无脆性转变。

突出的物理与工艺性能：

无缝管：精度高，组织致密，承压性能好，适用于制造管路系统。

薄板：易于冲压、弯曲、深冲等冷成型操作。

易于焊接，可采用多种常规焊接方法，焊后无晶间腐蚀倾向。

四、主要应用领域

NS315合金无缝管和薄板被广泛应用于以下工业场景：

化学与石化加工：制造加热器、换热器、蒸发器、反应釜、输油管道等。

核能工业：用于核反应堆的过热管、控制棒导管等关键部件。

航空航天：用于发动机燃烧室部件、热交换器等。

电子与电气：制造电子管、阳极等电子元件。

热处理工业：用于制造炉辊、马弗罐、辐射管等高温炉用构件。

环保与能源：用于废热回收系统、酸碱性环境下的设备制造。

五、注意事项

热处理：标准热处理制度为退火处理，通常加热至870-980℃后快速冷却，以获得最佳的抗腐蚀性能和力学性能。

加工：该合金加工硬化率较高，冷加工时需要采用比普通不锈钢更大的功率，并可能需进行中间退火。

清洁：在加工和焊接前后，需保持材料表面清洁，避免油污、铅笔印记、油漆等含硫、铅物质导致在高温下发生脆化。

总结

NS315合金无缝管与薄板是高性能镍基合金的代表产品，它们通过卓越的耐高温、耐腐蚀和稳定的力学性能，成为了苛刻工业环境中不可替代的关键材料。从航空航天到民用化工，其可靠性和耐久性为现代工业装备的安全、长效运行提供了重要保障。

高温合金（Superalloy）是一类在高温（通常指600°C以上）下仍能保持高强度、优良抗氧化和抗腐蚀能力的金属材料。它们主要应用于航空航天、能源动力、石油化工等领域。

高温合金的牌号非常多，通常可以按照基体元素、强化方式和制备工艺来分类。以下是上海冶韩集团主要的高温合金牌号及其分类的详细介绍。

一、按基体元素分类

这是最主流的分类方式，分为铁基、镍基和钴基三大类。

1. 铁基高温合金（Iron-based Superalloys）

通常是在奥氏体不锈钢的基础上发展而来，加入了镍、铬等元素以稳定奥氏体组织。其高温性能介于镍基合金和普通不锈钢之间，成本相对较低。

中国牌号 (GB):

GH1015, GH1016, GH1035, GH1131, GH1140 等：这类是固溶强化型铁基合金，主要用于制造航空发动机的燃烧室、机匣等高温承力部件。

GH2018, GH2036, GH2038, GH2130, GH2132, GH2135, GH2136 等：这类是时效强化型（沉淀强化）铁基合金，用于制造涡轮盘、叶片、紧固件等。

国际牌号:

A-286 (相当于中国GH2132): 最著名的时效强化铁基合金之一，用于涡轮盘、紧固件。

Incoloy 800H/800HT/901 等：通常归类为耐热合金，在化工、能源领域应用广泛。

2. 镍基高温合金（Nickel-based Superalloys）

这是最重要、应用最广泛的一类高温合金。其高温强度、抗氧化和抗蠕变能力最好，占据了整个高温合金使用量的约80%。

中国牌号 (GB):

固溶强化型 (主要用于燃烧室等板材部件):

GH3030, GH3039, GH3044, GH3128, GH3536, GH3625, GH3600：具有良好的抗氧化和冷热疲劳性能。

时效强化型 (主要用于涡轮叶片、涡轮盘等核心转动部件):

涡轮叶片用: GH4033, GH4037, GH4049, GH4118, GH4180, GH4220 等。这些合金通常含有较高的Al、Ti形成γ‘强化相，承温能力很高。

涡轮盘用: GH4033, GH4169, GH4698, GH4742 等。这类合金更强调高强度和抗疲劳性能。

等轴晶/定向凝固/单晶合金:

DZ4, DZ22, DZ125：定向凝固柱晶合金，消除了横向晶界，性能优于普通等轴晶。

DD3, DD4, DD6, DD8, DD9, DD10, DD11, DD32, DD33：单晶合金，完全消除了晶界，具有最高的高温蠕变强度和抗热疲劳性能，是现代先进航空发动机涡轮叶片的首选材料。

国际牌号 (常见厂商: 美国Special metals的Inconel系列, 美国Haynes的Haynes系列, 德国VDM的Nimonic系列等):

Inconel 600, Inconel 601, Inconel 625, Inconel 718 (相当于中国GH4169，用量最大的镍基合金之一), Inconel X-750, Inconel 738, Inconel 939

Haynes 230, Haynes 282

Nimonic 75, Nimonic 80A, Nimonic 105, Nimonic 115

Rene 41, Rene 77, Rene N5 (著名单晶合金)

Mar-M 200, Mar-M 247 (著名定向/单晶合金)

CMSX-2, CMSX-4, CMSX-10 (著名的单晶合金系列)

Waspaloy (涡轮盘和叶片用经典合金)

Alloy 713C, Alloy 720Li

3. 钴基高温合金（Cobalt-based Superalloys）

钴基合金的抗氧化性和抗热疲劳性能通常不如镍基合金，但其熔点和抗热腐蚀性能更高，且在更高温度下能保持较好的强度。常用于制造导向叶片、喷嘴等静止部件。

中国牌号 (GB):

GH5188 (Co-20Cr-15W-10Ni)：典型的固溶强化钴基合金。

GH5605, GH6159

国际牌号:

Haynes 188

Haynes 25 (L-605, ASTM F90)

UMCo-50, X-40, Mar-M 509, FSX-414

二、按强化方式分类

固溶强化型：通过在基体中溶解W、Mo、Cr、Co等元素，使基体晶格发生畸变来强化。这类合金焊接性能和冷成型性好，但绝对强度相对较低。

时效沉淀强化型：通过加入Al、Ti、Nb等元素，在热处理过程中析出γ‘（Ni₃(Al, Ti)）或γ“（Ni₃Nb）等金属间化合物相来极大地提高强度。这是高性能涡轮盘和叶片的主要强化方式。

氧化物弥散强化 (ODS)：通过机械合金化等方法将微小的氧化物颗粒（如Y₂O₃）均匀分散在基体中，从而获得极高的高温强度。例如 MA754, MA6000。

三、按制备工艺分类

变形高温合金：通过铸造、锻造、轧制等传统工艺成型。上述大多数牌号都属于此类。

铸造高温合金：直接通过熔模精密铸造制成零件，特别适合形状复杂的叶片。可分为等轴晶铸造合金、定向凝固柱晶合金和单晶合金。

粉末冶金高温合金：将合金制成粉末，再通过热等静压（HIP）或热挤压等方式成型并致密化。这种方法成分均匀，无宏观偏析，是制造高性能涡轮盘的最佳工艺。例如 René 95, AF115, FGH4095, FGH4096, FGH4097。
主要牌号总结表

分类 典型中国牌号 典型国际牌号 主要特点与应用

铁基 GH2132, GH2036, GH1140 A-286, Incoloy 800H 成本较低，用于较低温度的部件，如涡轮盘、机匣、燃烧室。

镍基 固溶： GH3039, GH3128, GH3625 固溶： Inconel 600, 625 抗氧化、疲劳性好，用于燃烧室、管道、机匣。

时效： GH4169, GH4033, GH4133 时效： Inconel 718, Waspaloy 强度极高，用于涡轮盘、叶片。

定向/单晶： DZ125, DD6 定向/单晶： CMSX-4, René N5 性能巅峰，用于最先进的单晶涡轮叶片。

钴基 GH5188, GH5605 Haynes 188, L-605 抗热腐蚀、耐磨损，用于导向叶片、喷嘴环。

请注意：

以上列举的只是众多牌号中一小部分具有代表性的例子。

各国牌号体系不同，但很多牌号之间存在等效或近似对应关系（如GH4169 ≈ Inconel 718）。

选择何种牌号取决于具体的使用温度、应力环境、介质要求（氧化/腐蚀）和成本考量。

希望这份详细的列表能帮助您更好地了解高温合金的牌号体系。