鎳基高溫合金Inconel 600作為一種常用的金屬材料，應用廣泛，需要準確理解其各種熱物理性能參數。這些參數是高溫設計和熱模擬的重要輸入參數。本文總結了當前的國際Inconel 文獻報告數據600高溫熱物理性能（熱導率、熱容量、熱擴散率、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，提高高溫設計和熱模擬中參數輸入的準確性。

　　1. 簡介

　　Inconel 600是一種機械強度高、冷熱加工和耐腐蝕性高的非磁性鎳基高溫合金。該合金在退火至強冷加工條件的整個范圍內無老化或應力腐蝕，可使用1萬元℃不會發(fā)生不可逆轉的變化。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驗室（NPL）作為熱導率測量的參考材料。干燥純氫和露點的熱處理過程小于-50℃2小時1120℃熱處理，然后用水冷卻氫氣環(huán)境。

　　表1-1 熱導率測量參考材料Inconel 600

　　由于Inconel 鎳基高溫合金應用廣泛，準確了解其各種熱物理性能參數非常重要。這些參數是高溫設計和熱模擬的重要輸入參數。本文將總結當前的國際化Inconel 文獻報告數據600高溫熱物理性能（熱導率、熱容量、熱擴散率、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，提高高溫設計和熱模擬中參數輸入的準確性。

　　2. 熱導率、比熱容、熱擴散率和密度數據

　　熱導率、比熱容量、熱擴散率和密度數據由英國國家物理量實驗室發(fā)布（NPL）熱導率參考資料Inconel 600個測試結果，熱導率是比熱容、熱擴散率和線膨脹率三個獨立的差熱掃描量（DSC）激光閃光法測定儀測試熱擴散率，頂桿法熱膨脹儀測試線膨脹率。鎳基高溫合金Inconel 獨立測試600熱導率，NPL軸向恒定熱流導熱器也用于特殊測量[2]。鎳基高溫合金Inconel 獨立測試600熱導率，NPL軸向恒定熱流導熱器也用于特殊測量[2]。NPL最高測試溫度為5000℃。另外，因為使用Inconel 600樣品的成分和密度有輕微差異，因此文獻[1]和[2]熱導率結果的最大偏差為5%，但在實際工程中可以忽略不計。因此，本文所列數據取自文獻[1]。熱導率、比熱容量、熱擴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 熱導率與溫度的關系圖2-2 Inconel 熱擴散與溫度的關系圖2-3 Inconel 熱容與溫度的600比關系圖2-4 Inconel 600密度與溫度的關系

　　由熱膨脹系數測試獲得的密度隨溫度變化的結果，認為鎳基高溫合金Inconel 600是同性的，質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，總結熱導率、比熱容、熱擴散率和密度數據。

　　表2-1 Inconel 熱導率、比熱容、熱擴散率和密度數據匯總表

　　3. 總半球發(fā)射率數據

　　總半球發(fā)射率也是材料的重要熱物理性能參數之一，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據。

　　鎳基高溫合金的發(fā)射率與材料的表面狀態(tài)密切相關Inconel 總半球發(fā)射率為600，總結了美國熱物性研究實驗室（TPRL）桑迪亞國家實驗室使用了總半球對高溫試驗結果[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)射率數據。

　　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。測試結果如圖3-1所示，數據如表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)射率測試數據

　　4. 參考文獻

　　[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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