鎳基高溫合金Inconel 600作為一種常用的金屬材料，應(yīng)用廣泛，需要準(zhǔn)確理解其各種熱物理性能參數(shù)。這些參數(shù)是高溫設(shè)計(jì)和熱模擬的重要輸入?yún)?shù)。本文總結(jié)了當(dāng)前的國際Inconel 文獻(xiàn)報(bào)告數(shù)據(jù)600高溫?zé)嵛锢硇阅埽釋?dǎo)率、熱容量、熱擴(kuò)散率、密度和總半球發(fā)射率），便于熱物理測試儀器的比較測試和評價，提高高溫設(shè)計(jì)和熱模擬中參數(shù)輸入的準(zhǔn)確性。

　　1. 簡介

　　Inconel 600是一種機(jī)械強(qiáng)度高、冷熱加工和耐腐蝕性高的非磁性鎳基高溫合金。該合金在退火至強(qiáng)冷加工條件的整個范圍內(nèi)無老化或應(yīng)力腐蝕，可使用1萬元℃不會發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的變化。典型Inconel 如表1-1所示，600的材料成分Inconel 600也是英國國家物理實(shí)驗(yàn)室（NPL）作為熱導(dǎo)率測量的參考材料。干燥純氫和露點(diǎn)的熱處理過程小于-50℃2小時1120℃熱處理，然后用水冷卻氫氣環(huán)境。

　　表1-1 熱導(dǎo)率測量參考材料Inconel 600

　　由于Inconel 鎳基高溫合金應(yīng)用廣泛，準(zhǔn)確了解其各種熱物理性能參數(shù)非常重要。這些參數(shù)是高溫設(shè)計(jì)和熱模擬的重要輸入?yún)?shù)。本文將總結(jié)當(dāng)前的國際化Inconel 文獻(xiàn)報(bào)告數(shù)據(jù)600高溫?zé)嵛锢硇阅埽釋?dǎo)率、熱容量、熱擴(kuò)散率、密度和總半球發(fā)射率），便于熱物理測試儀器的比較測試和評價，提高高溫設(shè)計(jì)和熱模擬中參數(shù)輸入的準(zhǔn)確性。

　　2. 熱導(dǎo)率、比熱容、熱擴(kuò)散率和密度數(shù)據(jù)

　　熱導(dǎo)率、比熱容量、熱擴(kuò)散率和密度數(shù)據(jù)由英國國家物理量實(shí)驗(yàn)室發(fā)布（NPL）熱導(dǎo)率參考資料Inconel 600個測試結(jié)果，熱導(dǎo)率是比熱容、熱擴(kuò)散率和線膨脹率三個獨(dú)立的差熱掃描量（DSC）激光閃光法測定儀測試熱擴(kuò)散率，頂桿法熱膨脹儀測試線膨脹率。鎳基高溫合金Inconel 獨(dú)立測試600熱導(dǎo)率，NPL軸向恒定熱流導(dǎo)熱器也用于特殊測量[2]。鎳基高溫合金Inconel 獨(dú)立測試600熱導(dǎo)率，NPL軸向恒定熱流導(dǎo)熱器也用于特殊測量[2]。NPL最高測試溫度為5000℃。另外，因?yàn)槭褂肐nconel 600樣品的成分和密度有輕微差異，因此文獻(xiàn)[1]和[2]熱導(dǎo)率結(jié)果的最大偏差為5%，但在實(shí)際工程中可以忽略不計(jì)。因此，本文所列數(shù)據(jù)取自文獻(xiàn)[1]。熱導(dǎo)率、比熱容量、熱擴(kuò)散率和密度隨溫度變化的規(guī)律如圖2-1~圖2-4所示。

　　圖2-1 Inconel 熱導(dǎo)率與溫度的關(guān)系圖2-2 Inconel 熱擴(kuò)散與溫度的關(guān)系圖2-3 Inconel 熱容與溫度的600比關(guān)系圖2-4 Inconel 600密度與溫度的關(guān)系

　　由熱膨脹系數(shù)測試獲得的密度隨溫度變化的結(jié)果，認(rèn)為鎳基高溫合金Inconel 600是同性的，質(zhì)量在溫度變化過程中保持不變。通過測試Inconel 600線膨脹率由體膨脹率和樣品體積發(fā)生變化，密度隨溫度的變化而變化。通過測試Inconel 600線膨脹率由體膨脹率和樣品體積發(fā)生變化，密度隨溫度的變化而變化。

　　如表2-1所示，總結(jié)熱導(dǎo)率、比熱容、熱擴(kuò)散率和密度數(shù)據(jù)。

　　表2-1 Inconel 熱導(dǎo)率、比熱容、熱擴(kuò)散率和密度數(shù)據(jù)匯總表

　　3. 總半球發(fā)射率數(shù)據(jù)

　　總半球發(fā)射率也是材料的重要熱物理性能參數(shù)之一，代表了材料表面的熱輻射能力，是研究熱輻射測量、輻射傳熱和熱效率分析的最重要的基本物理性能數(shù)據(jù)。

　　鎳基高溫合金的發(fā)射率與材料的表面狀態(tài)密切相關(guān)Inconel 總半球發(fā)射率為600，總結(jié)了美國熱物性研究實(shí)驗(yàn)室（TPRL）桑迪亞國家實(shí)驗(yàn)室使用了總半球?qū)Ω邷卦囼?yàn)結(jié)果[3][4]的不同熱處理和原始狀態(tài)樣品Inconel 典型的600高溫總半球發(fā)射率數(shù)據(jù)。

　　TPRL穩(wěn)態(tài)量熱法用于測試總半球向發(fā)射率，樣品直接通電加熱至高溫。測試結(jié)果如圖3-1所示，數(shù)據(jù)如表3-1所示。

　　圖3-1 不同熱處理后Inconel 600不同溫

　　表3-1 在不同的溫度和表面處理狀態(tài)下Inconel 600總半球發(fā)射率測試數(shù)據(jù)

　　4. 參考文獻(xiàn)

　　[1] Blumm J, Lindemann A, Niedrig B. Measurement of the thermophysical properties of an NPL thermal conductivity standard Inconel 600[C]//Proc. of 17th European Conference on Thermophysical Properties. 2003: 621-626.

　　[2] Wu J, Morrell R, Clark J, et al. Characterisation of the NPL Thermal Conductivity Reference Material Inconel 600[J]. International Journal of Thermophysics, 2021, 42(2): 1-15.

　　[3] [7] J. Gembarovic, "Total Hemispherical Emissivity of Thermocouple Sheaths, in A Report to Sandia National Laboratories," Thermophysical Properties Research Laboratory, Inc:, West Lafayette, IN, 2005.

　　[4] A. L. Brundage, et al., "Thermocouple Response in Fires, Part 1: Considerations in Flame Temperature Measurements by a Thermocouple," Journal of Fire Sciences, vol. 29, no. 3, pp. 195-211, 2011.

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