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ASTM B167 英科耐尔 600/601/690 无缝管道与管材标准

ASTM B167 是涵盖六种镍铬铁（Ni-Cr-Fe）合金的标准规范，包括英科耐尔 600、601、690 和专用牌号及其高铬变体。这些是用于极端温度抗氧化、核电蒸汽发生以及 1200°F 至 2200°F（650°C 至 1200°C）腐蚀性高热工况的主要 Ni-Cr-Fe 合金。

该规范涵盖六个 UNS 编号（UNS N06600、N06601、N06603、N06690、N06025 和 N06045）的冷加工、热加工和热精整状态。它定义了化学成分、随合金和直径而变化的机械性能、冷加工和热精整产品的尺寸公差、最大 1,000 psi（6.9 MPa）的水压试验以及产品标记。化学核对分析的通用要求符合 ASTM B880。

ASTM B167 英科耐尔管道和管材用于化工加工炉、核电 PWR 蒸汽发生器、热处理回转炉和辐射管、航空航天燃气轮机排气导管、石化转化炉部件和废物焚烧设备。本指南涵盖全部六种合金：英科耐尔 600、601、690、603、UNS N06025 和 UNS N06045，及其化学和机械性能、公差、纤维应力值和应用，以帮助工程师和采购团队选择正确的 Ni-Cr-Fe 产品。

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什么是 ASTM B167？

ASTM B167 是ASTM International 的镍铬铁合金无缝管道和管材规范标准。它由 ASTM 有色金属及合金 B-2 委员会、精炼镍钴及其合金 B02.07 分委员会管辖。本标准已获美国国防部各机构批准使用。

该规范涵盖六种镍铬铁合金的英科耐尔无缝管道和管材，每种都针对特定的高温或腐蚀环境。Ni-Cr-Fe 体系含 45–72% 镍、14–31% 铬和 6–25% 铁，形成稳定的奥氏体结构，在远超不锈钢或英科洛伊(Incoloy)合金所能承受的温度下抵抗氧化、渗碳和应力腐蚀开裂。

英科耐尔无缝管材尺寸采用外径和最小或公称壁厚，而管道尺寸遵循 ANSI B36.19 的 NPS 标注。该规范涵盖从小口径管材到大直径管道的尺寸，包括冷加工和热加工两种状态。

ASME 等效标准为 SB-167，列于 ASME 锅炉及压力容器规范第 II 卷 B 部分。符合 ASTM B167 的材料可标注 SB-167 编号，用于核设施、电厂和化工工艺容器中带规范钢印的压力设备。

ASTM B167 化学成分

ASTM B167 管材的化学成分经过精心控制，以确保在极端环境中的高强度、耐腐蚀性和性能。它主要包括镍、铬和其他合金元素，具体限值因牌号而异，如下表所示。

牌号	UNS 编号	标准（Pipe）	化学成分要求（除注明范围外为最大值）
牌号	UNS 编号	标准（Pipe）	碳C	锰Mn	磷P	硫S	硅Si	镍Ni	铬Cr	钼Mo	铜Cu	铁Fe	钛Ti	铝Al	钴Co
英科耐尔 600	N06600	B167	0.15	1.00	-	0.015	0.50	72.0 min	14.0–17.0	-	0.50	6.0–10.0	-	-	-
英科耐尔 601	N06601	B167	0.10	1.00	-	0.015	0.50	58.0–63.0	21.0–25.0	-	1.00	BAL	-	1.0–1.7	-
英科耐尔 690	N06690	B167	0.05	0.50	-	0.015	0.50	58.0 min	27.0–31.0	-	0.50	7.0–11.0	-	-	-
Nicrofer 6025 HT	N06025	B167	0.15–0.25	0.15	-	0.010	0.50	BAL	24.0–26.0	-	-	8.0–11.0	0.10–0.20	1.8–2.4	-
Alloy 45TM	N06045	B167	0.05–0.12	1.00	-	0.015	1.00	44.0–48.0	26.0–29.0	-	-	BAL	0.30–0.60	0.10–0.30	-

ASTM B167 机械性能

ASTM B167 的机械性能因合金、状态（热加工与冷加工退火）和产品尺寸而异。外径大于 5 英寸（127 mm）的热加工退火管道，其抗拉强度和屈服强度要求低于较小直径或冷加工材料。N06025 提供最高抗拉强度，达 98 ksi（680 MPa）；N06600 和 N06601 提供中等强度 80 ksi（550 MPa）。下表涵盖所有合金/状态/尺寸组合。

牌号	状态与尺寸	标准	抗拉强度最小，MPa	屈服强度最小，MPa	伸长率最小，%
N06600	热加工或热加工退火；外径≤127mm	B167	550	205	35
N06600	热加工或热加工退火；外径>127mm	B167	515	170	35
N06600	冷加工退火；外径≤127mm	B167	550	240	30
N06600	冷加工退火；外径>127mm	B167	550	205	35
N06601	冷加工退火或热加工退火	B167	550	205	30
N06690	HW/HWA ≤5 英寸外径	B167	85 (586)	30 (205)	35
N06690	HW/HWA >5 英寸外径	B167	75 (515)	25 (170)	35
N06690	CWA ≤5 英寸外径	B167	85 (586)	35 (240)	30
N06690	CWA ≤5 英寸外径	B167	85 (586)	30 (205)	35
N06603	HWA/CWA，所有尺寸	B167	94 (650)	43 (300)	25
N06025	HWA/CWA，所有尺寸	B167	98 (680)	39 (270)	30
N06045	HWA/CWA，所有尺寸	B167	90 (620)	35 (240)	35

注：HW = 热加工，HWA = 热加工退火，CWA = 冷加工退火。

ASTM B167 公差

ASTM B167 公差规定了冷加工和热加工无缝英科耐尔管道和管材在外径和壁厚上的允许偏差，详见下表：

标准	外径(D)	公差(MM)	壁厚(S)	公差	长度	公差
	MM	COMMON HIGH	MM		MM	MM
B167 （冷拔管）	D<12.7	+0.13/0	ave. ±12.5%	min: +25.0%/0	定尺 ≤9.1m	+3.2/0
	12.7≤D≤15.9	±0.13
	15.9<D≤38.1	±0.13	ave. ±10.0%	min: +20.0%/0
	38.1<D≤76.2	±0.25	ave. ±12.5%	min: +22.0%/0
	D<12.7	±0.13	ave. ±12.5%	min: +25.0%/0	定尺 >9.1m	+6.4/0
	12.7≤D≤15.9	±0.15
	15.9<D≤38.1	±0.19	ave. ±10.0%	min: +20.0%/0
	38.1<D≤50.8	±0.25	ave. ±12.5%	min: +22.0%/0
	50.8<D≤76.2	±0.38
B167 （热精整管）	19≤D≤38	+0.4/-0.8	公称壁厚：±12.5%	最小壁厚：+28.5%/0	OD<50.8: +3.2/-0 OD≥50.8: +4.8/-0 详情参见 B829	-
	38.1<D≤102	±0.8
	102<D≤235	+1.6/-0.8
B167 （热加工管道）	25≤D≤48	±0.38	公称壁厚： +16%/-12.5%	最小壁厚：+28.5%/0	-	-
	48<D≤114	±0.51
	114<D≤165	±0.64
	165<D≤235	±0.79

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ASTM B167 合金牌号

ASTM B167 涵盖六种合金：三种应用广泛（N06600、N06601、N06690）和三种专用牌号（N06603、N06025、N06045）。英科耐尔 600（N06600）是通用高镍合金。英科耐尔 601（N06601）加入铝以提高抗氧化性。英科耐尔 690（N06690）将铬几乎翻倍，用于核电和碱性工况。N06603、N06025 和 N06045 加入稀土和硅，适用于最严苛的热环境。下表对全部六种进行比较。

UNS 编号	商品名称	镍Ni, %	铬Cr, %	关键添加元素	主要应用
N06600	英科耐尔 600	72.0 min	14.0–17.0	无（基础合金）	通用高温、核电、碱性
N06601	英科耐尔 601	58.0–63.0	21.0–25.0	铝Al 1.0–1.7%	循环氧化、渗碳
N06690	英科耐尔 690	58.0 min	27.0–31.0	高铬（典型 29.5%）	核电 PWR、烧碱
N06603	—	余量	24.0–26.0	钇Y、锆Zr、铈Ce（稀土）	极端温度热加工
N06025	Alloy 602 CA	余量	24.0–26.0	铝Al 1.8–2.4、锆Zr、钇Y	2000°F 以上极端氧化
N06045	Alloy 45TM	45.0 min	26.0–29.0	硅Si 2.5–3.0、铈Ce	可控气氛炉

英科耐尔 600 管

合金 600 是一种多用途镍铬铁超合金，以其出色的高温抗氧化性和对各种腐蚀形式的抵抗力而著称。该合金的特点是高镍含量（最低 72%），可对还原性环境和氯离子应力腐蚀开裂提供显著抵抗力，而其铬含量（14–17%）确保在氧化条件下的性能优于纯镍。

了解更多英科耐尔 600 材料

英科耐尔 601

镍合金 601 在 Ni-Cr-Fe 基体中含有 1.0–1.7% 的铝，并将铬提高到 21–25%。铝在 Cr₂O₃ 表面氧化物之下形成紧密附着的 Al₂O₃ 子层，构成双氧化物保护系统。这使 601 比 600 对循环氧化和渗碳的抵抗力显著增强。

了解更多英科耐尔 601 材料

英科耐尔 690

合金 690 将铬提高到 27–31%（典型 29.5%），同时保持最低 58% 的镍。与 600 的 15.5% 相比，铬含量几乎翻倍，显著提高了在核电 PWR 一回路冷却剂中对一次水应力腐蚀开裂（PWSCC）的抵抗力——即在 600–650°F（315–343°C）含溶解氢的高纯水中。

Nicrofer 6025 HT

Alloy 602 CA Nicrofer 6025 HT（Alloy 602 CA，UNS N06025）是一种镍铬铁铝合金，以锆、钇和铈等稀土元素强化。这些添加改善氧化皮附着性，减少热循环期间的结皮，并增强高温蠕变强度。该合金含约 24–26% 铬和 1.8–2.4% 铝，形成稳定的 Al₂O₃ 保护层，使其在工业炉和热加工环境中可在 1200 °C（2200 °F）以下具有优异的抗氧化性。

Alloy 45TM

N06045 使用高硅（2.5–3.0%）和铈（0.03–0.09%）而非铝来实现氧化物保护。硅形成 SiO₂ 子层，在渗碳、渗氮和还原性气体环境等可控气氛炉中尤其有效，而在这些环境中形成 Al₂O₃ 的合金可能发生内氧化。它的伸长率为 35%，抗拉强度为 90 ksi（620 MPa），屈服强度为 35 ksi（240 MPa）。

ASTM B167 热处理要求

ASTM B167 产品通常以退火状态供应，即冷加工退火或热加工退火，按 ASTM International 规定执行。推荐的退火温度由标准规定。热处理要求因合金牌号而异，主要取决于溶解碳化物和金属间相所需的温度。对于某些高性能合金（例如核电应用中使用的合金），可能规定附加热处理，以获得所需的显微组织和使用性能。

测试与检验要求

ASTM B167 要求对每批进行化学分析、拉伸测试和水压试验。它们构成高温工况管道和管材的三部分验证框架。

化学分析

每批（一炉）一次测试。测试遵循 ASTM E 1473 或 E 38。产品（核对）分析公差遵循 ASTM B880。化学试样在浇注或后续加工过程中抽取。

拉伸试验

每批一次测试。一批为同一炉、同一公称尺寸（不含长度）和同一状态的所有材料。当无法按炉识别时，最大批重为 500 lb（227 kg）。优先采用全管状试样；按 ASTM E 8 也可采用纵向条状或圆形试样。

水压试验

外径为 1/8 英寸（3 mm）或更大、壁厚为 0.015 英寸（0.38 mm）或以上的每根管道或管材，按标准水压试验加压至最大 1,000 psi（6.9 MPa）。或者，经制造商/采购方协商，试验压力可采用 P = 2St/D 按 1.5× 许用纤维应力计算。制造商和采购方可协商以 1.5× 许用纤维应力进行测试。任何出现泄漏的工件均被拒收。

按合金和状态的许用纤维应力值：

合金 / 状态	纤维应力 ≤5 英寸外径，psi (MPa)	纤维应力 >5 英寸外径，psi (MPa)
N06600，HW/HWA	20,000 (140)	16,700 (115)
N06601，HW/HWA 或 CWA	20,000 (140)	20,000 (140)
N06690，HW/HWA	21,200 (146)	16,700 (115)
N06690，CWA	21,200 (146)	21,200 (146)
N06603，HWA/CWA	24,000 (165)	24,000 (165)
N06025，HWA/CWA	24,500 (169)	24,500 (169)
N06045，HWA/CWA	22,500 (155)	22,500 (155)
N06600，CWA	20,000 (140)	20,000 (140)

常见问题

英科耐尔 600 与英科耐尔 601 有什么区别？

英科耐尔 601 加入 1.0–1.7% 的铝，并将铬从 15.5% 提高到 23%（典型值）。铝在 Cr₂O₃ 表面氧化物之下形成 Al₂O₃ 子层，使 601 在 1800°F（982°C）以上对循环氧化和渗碳的抵抗力显著增强。在 1800°F 以下，当氧化不是主要问题时，英科耐尔 600 已足够且成本更低。
ASTM B167 与 ASTM B163 有何不同？

B167 涵盖通用英科耐尔无缝管道和管材；B163 专门涵盖冷凝器和换热器管。B163 包含针对冷凝器/换热器管束的附加表面状况、无损检测和尺寸要求。对于核电蒸汽发生器管，B163 是典型规范（配套管道用 B167）。
ASTM B167 的 ASME 等效标准是什么？

ASME SB-167 是采纳入 ASME BPVC 第 II 卷 B 部分的完全相同规范。按 ASTM B167 生产的材料可标注 SB-167 编号，用于带规范钢印的核电容器、压力设备和管道系统。
英科耐尔 600 使用何种焊接填充金属？

英科耐尔 600：GTAW 用 ERNiCr-3（AWS A5.14），SMAW 用 ENiCrFe-2（AWS A5.11）。英科耐尔 601：ERNiCrFe-11。英科耐尔 690：核电应用用 ERNiCrFe-7A（FM 52M）。任何 B167 合金都不需要预热。最高层间温度应保持在 300°F（150°C）或以下。除特定核电规范要求外，通常不需要焊后热处理。
英科耐尔 600 能否承受硫酸？

英科耐尔 600 的耐硫酸性有限。它仅适用于中等温度下的极稀 H₂SO₄（<5%）。对于硫酸工况，请使用英科洛伊(Incoloy) 825 管（ASTM B423）或合金 20（ASTM B729）。英科耐尔 600 的优势在于氧化环境、碱性溶液和高温工况，而非还原性耐酸。
英科耐尔 601 的最高使用温度是多少？

英科耐尔 601 在氧化气氛中可连续使用至约 2200°F（1200°C）。其 Al₂O₃/Cr₂O₃ 双氧化物保护系统在此温度下仍然有效。超过 2200°F 后，保护性氧化物变得不太稳定。对于非承载应用中的短期或循环暴露，601 可耐受超过此限值的短暂偏移。
英科耐尔 600 与 304/316 不锈钢相比如何？

英科耐尔 600 含 72% 镍，而 304/316 为 8–10%，使其在所有温度下对氯化物 SCC 完全免疫。它在 1200°F（650°C）以上还提供明显更好的抗氧化性，此时 304 开始结皮，316 受 sigma 相脆化限制。但英科耐尔 600 的价格通常比 316L 不锈钢高 3-5 倍，取决于镍市场行情。当氯化物 SCC、碱性腐蚀或 1200°F 以上使用温度是设计主导因素时，升级是合理的。
英科耐尔 600 的敏化是什么，如何预防？

英科耐尔 600 的敏化是指在 900–1400°F（480–760°C）暴露期间，铬碳化物（Cr₂₃C₆）在晶界析出，使相邻区域的铬贫化并产生晶间腐蚀敏感性。预防方法是使用低碳炉料（碳含量最高 0.03%），在 1800°F 以上进行固溶退火，随后快速冷却；或如英科耐尔 690 那样，采用热处理（TT）以受控、有益的方式析出碳化物。
英科耐尔 600 的密度是多少？

英科耐尔 600 的密度为 0.304 lb/in³（8.42 g/cm³），由于镍含量较高，略重于英科洛伊(Incoloy) 800 管（0.287 lb/in³）。英科耐尔 601 较轻，为 0.291 lb/in³（8.06 g/cm³），因为其较高的铁和铝含量降低了平均原子量。对于重量关键的航空航天排气导管，600 与 601 之间这 4% 的密度差异会影响材料选择。

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