INConEL 693 ( UNS N06693 )/W.Nr.2.4642

INConEL 693合金(UNS N06693)是冶韩金属出品的新型合金,它提供了以前的镍基合金无法达到的抗高温腐蚀性能。对设计者而言特别感兴趣的是该合金抗金属粉尘化的能力。INCONEL693合金提供了在现有生产的所有合金中Z佳的耐化工和石化环境中的金属粉尘化的能力。典型的693合金含60.5%镍、29%铬和3.1%铝。限定化学成分见表1。向它的前辈inconle690合金一样，该合金的高铬含量赋予它优异的氧化和硫化抗力。然而，693合金中额外添加的3.1%铝较大的改进了粉尘化和其它形式的高温腐蚀的抗力。693合金是被美国ZL4.882.125保护的。

物理和热性能 INConEL 693合金的一些物理性能见表2。该合金从室温到2100?F 和 1150?C的热特性见表3。弹性模量（杨氏模量）的数值的确定是由动力学方法在室温到1500?F and 800?C之间得到的。

机械性能

INConLE 693 有优异的机械性能。

蠕变与断裂性能 693

合金在较高温度下表现了优异的断裂强度。INConEL 693合金与其它同类通常用在高温服役条件合金的断裂性能的比较见图2的Larson-Miller图。693合金在1200?F (649?C) to 1800?F(982?C)的蠕变断裂强度见图3。

热稳定性 INConEL 693合金通常被用在温度在1000?到1400?F

(538?到760?C)之间的服役条件。从表6、7和8可以明显看到该合金表现出了良好的热稳定性。用来测试这些数据的INConEL 693棒是热轧并在1850?F (1010?C)退火30分钟后水淬。然后实验样品在炉中加热到暴露的温度并保温到注明的时间然后空冷到室温。需在较高温度实验的样品随后被重加热到实验温度。

高温腐蚀抗力 693合金表现了对金属粉尘化（一种非常具有侵略性的渗碳形式，能够引发材料在非常短的暴露时间就失效）的超级抗力。已知含还原性介质（如一氧化碳和氢气）会导致金属在较高温度粉尘化。图4 和5表明693合金与其它广泛用在此环境的合金相比具有巨大的抗此类侵蚀的优越性。 693合金在含硫的氧化和还原性气氛中均有良好的抗硫化能力。同样，该合金在暴露在温度直到1100?C（2012?F

）的富氧介质如玻璃粉和熔融混合物中时表现的相当好。

INConEL 693合金在高温下的各种介质中提供优异的抗腐蚀侵蚀能力。该合金在空气中温度直到1200?C (2192?F)时提供优异的舒缓反应能力。该合金同样抗潮湿中的空气氧化

在暴露在1000?C (1832?F)含氢甲烷和二氧化碳的介质里是该合金也表现了优异的抗渗碳能力。

加工制造 INConEL 693合金可以用现有的技术加工成型。其成型和机加工特性与INConEL 600 和 690类似。693合金的加工硬化反应见图9。 693合金在暴露在中等温度(1000?to 1400?F, 538? to760?C)下时会析出第二相。这些相的存在会降低合金的延展性和冲击性能。所以在加工制造和成型过程中必须特别小心避免在此温度范围较长时间的停留。已在中等温度长时间暴露

的693合金的部件在进行成型或使用前应该进行退火热处理以再固溶这些有害相。

焊接

INConEL 693合金对匹配和异种接头都表现出良好的焊接性。 693合金的部件Z好在退火状态焊接。氩弧焊（GTAW或TIG）和气体金属弧焊接（GMAW或MIG）是Z常用的工艺。氩气或氩气/氦气混合气适合做保护气体。通常不需要预热。 INConEL 53MD焊丝，一种接近匹配成分的焊接产品，通常被用来焊接693合金产品。该产品适合对小或中等断面（根据接头设计和焊接应力不同）通常厚度到1/2英寸。表10给出 了INConEL 53MD焊丝用GMAW工艺堆积的1/2英寸厚板材试样的性能。焊接参数为170安培（DCEP）,29伏并使用高标准氩气流量为35立方英寸/小时进行保护。 对厚断面或高应力接头或在焊接异种材料时，在焊接件部分使用INConEL 52焊丝或INConEL 617焊丝会更好。焊接工艺为在暴露在服役条件的部分使用INCNEL 53MD或INConEL 72焊丝进行2层堆焊。 将要暴露在高温（如温度高于1400?F  or 760?C）的693合金部件通常不需要焊 后热处理。焊接或成型过的部件在要暴露在中温(1000? to 1400?F, 538 to760?C)时应该在成型或焊接后在1742 到1922?F (950?到 1050?C)进行2到3小时去应力，然后空冷。如果693合金在服役前进行预氧化处理来提高其高温腐蚀抗力，该处理应该在焊接后进行以使焊接结构与母材产生同样的保护氧化膜。 INConEL 53MD焊丝也会被用做堆焊用途。如，碳 钢或不锈钢管板在一些应用中可以使用INConEL 53MD焊丝堆焊来替代INConEL 693合金结构。 必须考虑用途、接头设计和材料厚度来实现Z佳的焊接程序。

热处理

INConEL 693合金是一种固溶单相合金，同样被按照退火状态交货。693合金的退火的完成是通过加热到1850?到1950?F (1010?到 1066?C)并保持与其断面厚度想关联的时间然后通过在空气或水中快速冷却（推荐的水淬方法取决于断面厚度-请冶韩金属）。

应用

石化：合成（煤）气产品 693合金的应用在石化工艺中。特别有意义的是在氨、甲醇和氢生产中的合成（煤）气。典型的产品是转化炉管、热电偶套管、热电偶外铠、管箍、挡板和阀门部件。INConEL 693合金已经被成功使用在合成气生产的反应器上。管箍和挡板也使用693合金制造。693线材被使用在一家氨工厂的难溶锚支撑上。

废物发电和生物焚烧炉

INConEL 693合金是一个在700?C (1292?F)以上、燃料灰腐蚀、氯化和硫化能迅速使传统材料失效的高温废物和生物焚烧炉中的侯选材料。693合金可以用来在NOx 工厂保护过热壁。该材料可以在实体或堆 焊条件使用。

热工过程

因为其优异的在高温下抗腐蚀侵蚀和退化能力，693合金是高氯或硫存在的热工设备和化工过程的侯选材料。催化剂制造工艺中由于存在大量的硫，有可能会使用693合金。

燃烧嘴

693合金可以作为601合金和602C合金在燃烧嘴应用中的改进合金，它可以经受由于新的对低硫燃油的要求而带来的金属粉尘化。

高温燃料电池转化炉

693合金是高温燃料电池开发中合成（煤）气的生产（如电动汽车的燃料电池）的侯选材料。典型的产品形式为带材和管材。某些燃料电池的设计中有会带来潜在金属粉尘化的气体成分。在此条件下应该会对693合金具有特殊的兴趣。