英科耐尔690（Inconel 690）是什么？

英科耐尔690（Inconel 690 / UNS N06690 / W.Nr. 2.4642 / GB NS3105 / 00Cr30Ni60Fe10），是一种高铬含量的奥氏体型镍-铬-铁基耐蚀合金。与主打高温强度的Inconel 718或主打综合耐蚀的Inconel 625不同，Inconel 690通过将铬含量提升至约30%，使其在氧化性介质（特别是含氯离子的高温水体）中获得极佳的耐均匀腐蚀、耐点蚀及耐应力腐蚀开裂（SCC）能力。它是核电、湿法冶金及强碱处理工况中，替代304/316L不锈钢及早期600合金的关键升级材料，尤其以抗高温水应力腐蚀开裂（PWSCC）和抗硝酸/碱液腐蚀著称。

化学成分组成（wt%，符合 ASTM B168 / AMS 5877）

Inconel 690的核心标志是 Cr ≈ 30%，Ni ≈ 60%，以此构建高稳定性的钝化膜：

物理与室温/高温力学性能（固溶退火态）

Inconel 690为固溶强化型合金（无沉淀硬化），供货状态通常为退火态（1010–1150℃快冷）。

物理常数：

• 密度：8.19 g/cm³（0.296 lb/in³）

• 熔点范围：1349 – 1446℃（2460 – 2635℉）

• 热导率（室温）：约 12.8 W/(m·K)

• 线膨胀系数（20–1000℃，平均）：约 14.4×10⁻⁶/℃

• 比热容（20℃）：约 447 J/(kg·K)

• 电阻率（20℃）：约 1.15 μΩ·m

• 磁性：退火态无磁性

典型室温力学性能（固溶退火态，ASTM B168 最低要求）：

• 抗拉强度 Rm：≥ 585–620 MPa（典型 690–760 MPa）

• 屈服强度 Rp₀.₂：≥ 240–275 MPa（典型 310–345 MPa）

• 断后延伸率 A₅：≥ 30–35%（典型 40%+，韧性好）

• 硬度：≤ 100 HRB（约 ≤ 220 HB），较软便于冷成型

高温参考值（600℃典型）：

• 抗拉强度 ≈ 450 MPa

• 屈服强度 ≈ 210 MPa

• 在 300–400℃ 高温除氧水中仍保持优良抗 SCC 性能（这是取代 Alloy 600 的主因）

主要耐蚀特性与优势

1. 抗高温水应力腐蚀开裂（PWSCC）：在压水堆（PWR）一、二回路高温除氧水（约 290–330℃）中，600合金易发生 PWSCC，而 690 合金因高 Cr 形成更稳定钝化膜，SCC 阈值显著提高，是目前核电蒸汽发生器传热管的标准材料。

2. 耐氧化性酸：在硝酸及含氧化性杂质的硫酸中，30% Cr 使其耐均匀腐蚀性能明显优于 600、800H 及 316L，适合硝酸浓缩、尾气处理等设备。

3. 耐碱液（苛性）腐蚀：在高温 NaOH 溶液中抗碱脆性能优良，用于碱液蒸发器和输送管线。

4. 耐点蚀与缝隙腐蚀：PREN（点蚀当量）= %Cr + 3.3×%Mo + 16×%N ≈ 30 + 3.3×— + 0 ≈ 30+，虽 Mo 不高但因 Cr 极高，在含 Cl⁻ 高温水体系中仍具良好抗局部腐蚀能力。

5. 晶间腐蚀抗性：超低碳（C≤0.02% 优选）配合适当固溶处理，碳化物不沿晶界连续析出，通过 Strauss 试验，焊后一般不需热处理。

典型工业应用

• 核电工业：压水堆蒸汽发生器（SG）传热管（U 形管）、一/二回路管道内衬、堆内构件紧固件及定位件。

• 化工/湿法冶金：硝酸生产及浓缩装置、硝酸-氢氟酸混酸处理设备、含 Cl⁻ 氧化性废液中和槽。

• 碱工业：高温浓碱（NaOH/KOH）蒸发罐、熬碱锅、碱液输送管（抗碱脆）。

• 热处理与炉用部件：需抗氧化且不受硫化严重侵蚀的承力不大构件（低于 1100℃ 静态氧化环境）。

常用执行标准