NS131镍铬钼铜钛合金棒 耐酸耐热圆钢 φ10-300mm 固溶态 超声探伤

一、化学成分设计与耐蚀机理

NS131 典型质量分数：C≤0.08%，Cr 13.0%~15.0%，Ni 30.0%~32.0%，Mo 2.5%~3.5%，Cu 1.5%~2.5%，Ti 0.40%~0.90%(有的内控加微量 Al≤0.30% 辅促 TiC 分布)，Fe 余量(约 46%~52%)，Mn≤1.00%，Si≤0.80%，P≤0.030%，S≤0.015%。各元素功能：

铁为基体主量元素与 Ni、Cr 构成 Fe-Ni-Cr 面心立方(FCC)奥氏体，保证 -196℃~650℃ 无相变组织稳定、降成本。镍(30%~32%) 稳定全奥氏体并提再结晶温、耐碱及还原性酸(硫酸、磷酸非氧化性区)能力，高 Ni 使合金免生 Cl⁻ 应力腐蚀开裂(区别于 18-8 系)，是湿法磷酸、稀硫酸环境中寿命优于纯 Cr-Ni 不锈钢的主因。铬(13%~15%) 低于典型 18-8 但因协同 Mo/Cu 在氧化性介质(含 HNO₃ 混酸、通空气 H₂SO₄)中生成富 Cr 钝化膜具足够抗氧化性，且降 Cr 配合高 Ni 获更佳酸混溶性。钼(2.5%~3.5%) 显著提高抗点蚀当量 PREN≈Cr+3.3Mo+16N≈18~22，抗 Cl⁻ 点蚀及缝隙腐蚀，并强化耐还原性酸深部能力。铜(1.5%~2.5%) 是 NS131 特征——Cu 固溶于 Ni-Fe-Cr 奥氏体大幅降 H₂SO₄(60%~80%, <80℃) 及 H₃PO₄(含 F⁻/SO₄²⁻ 湿法磷酸) 腐蚀速率，抑制酸中析氢过电位，协同 Mo 使合金在含 F⁻/Cl⁻ 湿法磷酸中耐蚀远优于 316L 及 904L(部分工况)。钛(0.4%~0.9%) 与 C 形成 TiC/M(C,N) 防 Cr 碳化物沿晶析出抑晶间敏化，微量 Ti 还可促极少量 Ni₃(Ti,Al) 在高温长期服役中微强化但不至如沉淀硬化合金般大体积 γ' 致脆性。C 严控 ≤0.08% 减碳化物消耗晶界 Cr。一般采用 VIM+ESR 双联或 EF+ESR 保纯净度，板/管坯需修磨。

二、物理性能、力学性能与热处理加工特性

密度≈8.10~8.20 g/cm³(通常取 8.15)，熔点≈1370~1410℃(固相线≈1370℃,液相线≈1400℃)，无磁性(全奥氏体)；20℃ 比热容≈460~480 J/(kg·K)，20℃ 电阻率≈1.05~1.15 μΩ·m；20~100℃ 热导率≈13~15 W/(m·K)(600℃ 达 ~21 W/(m·K))；20~600℃ 平均线胀系数≈14.5~15.5×10⁻⁶/K；室温弹性模量≈195~205 GPa(600℃ 降至≈155 GPa)。

固溶态典型室温力学：抗拉强度 Rm 590~685 MPa(典型 620~650 MPa)，屈服强度 Rp₀.₂ 245~295 MPa(典型 260~280 MPa)，断后伸长率 A₅≥30%~40%(板典型 35%~38%)，断面收缩率 ψ≥45%~55%，HBW≤170~190(典型 150~170)，冷轧 1/4H 态 Rm 可达 750~850 MPa 但 A₅ 降至 15%~20%。高温性能：300℃ Rm≈560 MPa、Rp₀.₂≈220 MPa；500℃ Rm≈520 MPa、Rp₀.₂≈200 MPa；650℃ 短时 Rm≈380~420 MPa、Rp₀.₂≈150 MPa。持久蠕变属固溶强化型，650℃、150 MPa 典型持久寿命 100~300 h，适合静载中温耐蚀件非高转速转子。

热加工窗口 1100~1150℃ 开锻/开轧，终加工 ≥900℃(薄板 ≥850℃)，再结晶温 ≈950~1000℃，大锻比获均匀组织。冷加工性类似 316L 但加工硬化率略高(因高 Ni、Mo)，冷轧/拉拔需中间退火(典型 980~1050℃ 快冷)。标准热处理为单一固溶处理：板材/带/管 980~1050℃ 保温按壁厚(≥5 min/mm) 水冷或强风冷(薄规格空冷可接受)；棒/锻件 1000~1050℃×1~2 h 水冷/空冷。为避免 500~700℃ 长时敏化，焊后(若耐晶间腐蚀要求高)可做 1050℃ 快冷固溶恢复，但通常焊态(用 ERNiCrMo-3 或 ENiCrMo-3 类焊材)已满足大多工况。焊接性优良(无硬化裂纹倾向)，推荐 TIG/MIG 配 ERNiCrMo-3(Inconel 625 型焊丝)或 ERNiCr-3，焊缝及 HAZ 强度略低于母材但耐蚀性接近，重要容器需 PT/RT 检测。切削性似奥氏体不锈钢——加工硬化明显，推荐硬质合金刀具、低切速大进给充冷。

三、典型应用与服役行为

NS131 因耐 H₂SO₄(中低浓度 <80℃, <60℃ 尤佳)、H₃PO₄(含 F⁻/SO₄²⁻ 湿法磷酸)、HNO₃-HF 混酸、含 Cl⁻ 氧化性酸及抗 Cl⁻ SCC，兼 300~650℃ 中温强度与抗氧化性(至 ~650℃ 可短时用至 750℃)，广泛用于：① 硫磷化工——湿法磷酸萃取槽/蒸发加热器/滤酸槽衬板内件、稀硫酸(30%~70%, <80℃) 储罐/泵壳/管道、混酸(HNO₃+HF) 酸洗槽加热蛇管；② 湿法冶金——镍/钴/铜浸出反应釜内件、矿浆管线耐蚀衬管；③ 染料/农药中间体——含 Cl⁻/SO₄²⁻ 有机酸反应釜、再沸器换热管；④ 核电/火电——凝汽器传热管(高 Cl⁻ 河水/海水侧抗 SCC 要求时替代 304/316)，辅助高温耐蚀螺栓(≤650℃)；⑤ 含 H₂S/CO₂ 酸性油气管线耐蚀内衬(中度 CO₂ 无游离 S⁸ 时优于 13Cr 但弱于 G3/G825，需评 H₂S 分压)。服役靠 Cr₂O₃(+Mo 掺杂)及表面 Ni/Cu 富集膜抗酸溶解；敏化区(500~700℃ 长时)可能沿晶析出 M₂₃C₆ 致晶间腐蚀敏感，设计避该温区长时恒载或做固溶恢复；含 F⁻ 高浓度强磷酸 >90℃ 或 H₂SO₄ >85℃/沸腾需升级至 Hastelloy C-276/C-22 或更焊接接头需酸洗钝化，Cl⁻ 环境中避免缝隙滞留浓缩。

NS131(NS1301)是 Fe-Ni-Cr-Mo-Cu-Ti 奥氏体耐酸耐热合金，以 Fe-Ni-Cr(Ni 30%~32%,Cr 13%~15%) 为基，Mo 2.5%~3.5% 抗点蚀隙蚀，Cu 1.5%~2.5% 抗 H₂SO₄/H₃PO₄，Ti 0.4%~0.9% 抑敏化并微强化，C≤0.08%，实现对 H₂SO₄(中低浓度)、湿法 H₃PO₄(含 F⁻/Cl⁻)、氧化性混酸及 Cl⁻ SCC 的优良综合耐蚀性，兼 300~650℃ 中温抗氧化与强度。物理 ρ≈8.15，CTE≈15×10⁻⁶/K，λ≈13~21 W/(m·K)。力学固溶态 Rm 590~685 MPa，Rp₀.₂ 245~295 MPa，A₅≥30%~40%，HBW≤170。热处理 980~1050℃ 快冷固溶，焊接性优(ERNiCrMo-3)，热/冷加工类 316L 但硬化率略高。成熟用于硫酸/磷酸化工设备、湿法冶金槽罐、含 Cl⁻ 酸换热器及核电凝汽器传热的耐蚀构件，是介于 904L 与 Hastelloy C 系列间性价比突出的耐混酸 Fe-Ni-Cr-Mo-Cu 合金。

UNS N06600、Inconel600、Alloy600、UNS N06601、Inconel601、Alloy601、UNS N06625、Inconel625、Alloy625、Inconel690、Inconel718、InconelX-750

二、英科：

UNS NO8800、Incoloy800、Alloy800UNS NO8810、Incoloy800H、Alloy800H/800HT、UNS NO8825、Incoloy825、Alloy825

三、Carpenter20合金：

Alloy20cb-3、UNS NO8020

四、蒙乃尔：

Monel400NO4400Alloy400MonelK500NO5500

五、哈氏合金：

Hastelloy C-276、C-22、C-4、Hastelloy B、B-2、B-3、Hastelloy X、G、G2、G3、Hastelloy G30

六、固溶强化性铁镍基合金：

NS111、NS112、NS113、NS131、NS141、NS142、NS143

七、固溶强化型镍基合金：

NS311、NS312、NS313、NS314、NS315、NS321、NS322、NS331、NS332、NS333、NS334、

NS335、NS336、NS341

八、时效强化型镍基合金：

NS411

九、固溶强化型铁基合金：

GH1015、GH1035、GH1040、GH1131、GH1140

十、时效硬化性铁基合金：

GH2018、GH2036、GH2038、GH2130、GH2132/SUH660、GH2135、GH2136、GH2302

十一、固溶强化型镍基合金：

GH3030、GH3039、GH3044、GH3028

十二、时效硬化型镍基合金：

GH4033、GH4037、GH4043、GH4049、GH4133、GH4133B、GH4169

十三、奥氏体不锈钢:

904L（UNS N08904）、Nitronic60(S21800）、nitronic50(XM-19)/S20910、304L、316Ti、316N、316LN、316Mod、317L、317LN、309S、310S、304N

十四、复合式不锈钢：

SAF2205（F51）、SAF2507（F53）、S32760、254SMo（F44、DIN1.4529）、329J1（0Cr26Ni5Mo2）、SAF2506、0Cr17Mn13Mo2N(A4钢)

十五、沉淀硬化不锈钢

17－4PH(SUS630、S17400、0Cr17NiCu4Nb)、17-7PH（SUS631、0Cr17Ni7Al)、15-7Mo（SUS632、0Cr15Ni7Mo2Al）、15-5PH VAR(S15500、0Cr15Ni5Cu3Nb)

十六、其它：

可伐合金4J29 Kovar，Invar合金4J36 Invar合金、4J34，4J46，4J32，4J42