Alloy 602CA 的 Code Case 2359：设计许用应力的出处

Alloy 602CA 是镍铬铁系耐热合金，铬 24.0%~26.0%、镍为基、铁 8.0%~11.0%、铝 1.8%~2.4%、钛 0.1%~0.2%、钇 0.05%~0.12%、锆 0.01%~0.1%、碳 0.15%~0.2%，密度 8.90 g/cm³、熔点 1325~1370℃。

为什么要有 Code Case

压力容器与炉用承压件的设计，不能直接拿材料手册的拉伸数据乘系数，而要按规范给出的许用应力表取值。ASME 的材料许用应力需要经过长时间的蠕变与持久数据评审，新品种合金在正式进入规范表之前，通常先通过 Code Case 的形式给出临时许用值。602CA 的 ASME Code Case 2359 就是这么来的，它给的是设计可直接使用的应力值，而不是厂商的典型值。

抗氧化到 1232℃，承力远低于此

资料给的抗氧化能力表现为循环氧化条件下 2250℉（约 1232℃）长期稳定，而工程上真正能承力的温度要低得多。原因还是蠕变：温度每升 20~30℃，10 万小时的断裂强度可能掉一半。炉辊的工作温度主要在 1100~1200℃，这个区间的设计应力要按 Code Case 的曲线查，不能把抗氧化上限当成使用温度。

碳 0.18% 是为抗蠕变

这支合金的碳 0.15%~0.2%，比多数耐热合金高。高碳的目的是形成弥散的 chromium 碳化物，钉扎晶界、提高蠕变断裂强度；同时碳高会降低塑性与焊接性，所以焊材要另配。碳的这一档是这支合金能在 1200℃ 级承力的关键之一，不是冶炼残留。

铝 1.8%~2.4% 与钇 0.05%~0.12% 的组合

铝在表面生成 Al₂O₃ 膜，抗氧化温度比 Cr₂O₃ 更高；钇的作用是提高氧化膜的附着性，抑制膜在冷热循环中剥落。资料强调高温下氧化物剥落极少，这对炉内件很重要：剥落的氧化物会污染产品，在连续退火线上尤其敏感。铝高也带来焊接与热加工的困难，焊材要按 ERNiCrFe-12 一类的镍基焊材配。

ASME 与 ASTM 的分工

材料标准是 ASTM B166（棒材）与 ASTM B168（板带），压力容器用途对应 ASME SB166 与 SB168，设计许用值走 ASME Code Case 2359。订料时把材料标准与设计规范分开写：材料标准管成分、力学与交货状态，设计规范管许用应力与结构要求，两者不能互相替代。

炉辊的实际约束

连续退火炉的炉辊在 1100~1200℃ 长期转动，除了蠕变，还要考虑热疲劳与结瘤：辊面结瘤会压伤带钢，清理又容易损伤辊面。这支合金的高铬与高铝让氧化膜稳定，结瘤倾向比低铬牌号小，但辊面的粗糙度与冷却水路仍要按工艺控制。炉辊的失效往往从辊颈与辊身的过渡处起，那一处的应力集中与温度梯度都要单独核。

加工与焊接的注意

高碳高铝的合金冷成形回弹大，卷板成形的道次与中间退火要按实测回弹量排；焊接要控制热输入并配专用焊材，焊缝的碳与铝含量低于母材，长期高温服役时焊缝成为性能短板，厚壁件的焊接工艺评定要覆盖实际厚度与位置。牌号归类可按 GB/T 14992 的体系对照，产品验收按 ASTM 与 ASME 的条款执行。

薄壁与厚壁的两套工艺

薄壁件与厚壁件在热处理上的差别，比在成分上的差别更值得注意：薄壁件热透快，保温时间短，晶粒不容易长；厚壁件热透慢，同样的保温时间心部还差一截，只能延长保温，而延长保温又让表层晶粒长大。工艺卡要按截面分别给时间，并用随炉试样验证心部的组织。炉内件的失效常从厚壁与薄壁的过渡处开始，那一处的组织不均与应力集中叠加。