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NS 1103 (00Cr25Ni35AlTi)

 根(gen)據研究鎳、鉻對Ni-Fe-Cr合(he)金耐(nai)應力(li)腐蝕性(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)影響的(de)(de)(de)(de)(de)大量實驗(yan)結果(guo)，國內20世(shi)紀70年代發(fa)展了一(yi)種(zhong)含氯離子和氧的(de)(de)(de)(de)(de)高溫水中(zhong)(zhong)(zhong)耐(nai)應力(li)腐蝕性(xing)(xing)能(neng)優于(yu)18-8型不銹鋼(gang)和00Cr20Ni32Fe（Incoloy 800)、0Cr15Ni75Fe（Inconel 600)的(de)(de)(de)(de)(de)新(xin)合(he)金（新(xin)13號),此合(he)金在含1%和10%NaOH的(de)(de)(de)(de)(de)高溫水中(zhong)(zhong)(zhong)也具(ju)有良(liang)好的(de)(de)(de)(de)(de)性(xing)(xing)能(neng)，它是(shi)一(yi)種(zhong)適于(yu)壓水堆核電站蒸(zheng)發(fa)器的(de)(de)(de)(de)(de)新(xin)型材料，也適用于(yu)Cr18-Ni8型奧氏體不銹鋼(gang)易產生應力(li)腐蝕的(de)(de)(de)(de)(de)化工、石(shi)化等(deng)環境中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)各(ge)種(zhong)熱交換器等(deng)設備。

一、耐腐蝕性(xing)能(neng)

  1. 全面腐蝕

  在壓水堆高(gao)溫(wen)水介質中(zhong)，合(he)金(jin)和不銹鋼的(de)(de)(de)全(quan)面(mian)腐(fu)蝕(shi)性能(neng)(neng)也是一重要(yao)技術指標，耐全(quan)面(mian)腐(fu)蝕(shi)性能(neng)(neng)好壞是影響(xiang)一、二回路系(xi)統(tong)工(gong)作介質污染程度的(de)(de)(de)關鍵數(shu)據(ju)。新13號合(he)金(jin)在高(gao)溫(wen)水中(zhong)的(de)(de)(de)全(quan)面(mian)腐(fu)蝕(shi)性能(neng)(neng)數(shu)據(ju)如下表，數(shu)據(ju)表明它的(de)(de)(de)耐全(quan)面(mian)腐(fu)蝕(shi)性能(neng)(neng)接近于(yu)18-8、00Cr20Ni32AlTi、0Cr15Ni75Fe,完(wan)全(quan)可滿足(zu)壓水堆核電站蒸發器對材料(liao)耐全(quan)面(mian)腐(fu)蝕(shi)性能(neng)(neng)的(de)(de)(de)要(yao)求。

  2. 點蝕

   在35℃，5%NaCl+0.005mol/L 硫酸的水溶液中測得的新13號合金的點蝕擊穿電位時間結果，與在同樣條件下試驗的其他合金比較，新13號的耐點蝕性能優于18-8型不銹鋼，也優于00Cr20Ni32AlTi(I-800)和0Cr15Ni75Fe（I-600）合金。在40℃，10%FeCl₃+0.05mol/L HCl的試驗也證實了上述試驗結果。在pH=7的含硼高溫水中，經4000～5000h試驗未見新13號合金產生點蝕。

  3. 晶間腐(fu)蝕

  在嚴格控制合金中的C≤0.03%，Ti/C≥8，并具有細微組織結果的前提下，新13號合金可通過GB 1223-84 規定的方法檢驗；在含硼為700～800ppm,H₂為10～80g/kg水、Li為1.6～2.4mg/L、pH=7、溫度為335℃的動水回路中，以及pH=7、300℃高純水中，敏化態合金管和管材焊接接頭均未見晶間腐蝕現象。然而由于合金含碳量很低，在管材生產過程中，當采用不恰當的潤滑和脫脂工藝時，此合金易通過熱處理而滲碳，這種滲碳層在酸洗時會產生晶間腐蝕，應予以注意。

 4. 應力腐蝕(shi)

   a. 高溫水  

    新13號(hao)合金(jin)(jin)在(zai)(zai)含(han)氯離子和氧的(de)(de)高溫水中(zhong)（290～316℃）具有良(liang)好(hao)的(de)(de)耐力(li)腐蝕性能(neng)，雙(shuang)U型(xing)試(shi)(shi)樣經10000小時(shi)靜態高壓釜試(shi)(shi)驗(yan)結(jie)果未(wei)產生應(ying)力(li)腐蝕斷裂(lie)(lie)(lie)。在(zai)(zai)同樣的(de)(de)試(shi)(shi)驗(yan)條件下，18-8型(xing)不銹鋼在(zai)(zai)短時(shi)間內產生擊穿晶應(ying)力(li)腐蝕斷裂(lie)(lie)(lie)，耐應(ying)力(li)腐蝕斷裂(lie)(lie)(lie)性能(neng)較優的(de)(de)超低碳型(xing)Incloy800 (00Cr20Ni32AlTi)和Inconel600 (0Cr15Ni75Fe)合金(jin)(jin)也產生晶間型(xing)應(ying)力(li)腐蝕斷裂(lie)(lie)(lie)，其斷裂(lie)(lie)(lie)壽命隨試(shi)(shi)驗(yan)條件而異(yi)，前者最長(chang)的(de)(de)斷裂(lie)(lie)(lie)時(shi)間為(wei)10000小時(shi)，后者僅為(wei)5000小時(shi)。在(zai)(zai)所(suo)試(shi)(shi)驗(yan)的(de)(de)合金(jin)(jin)中(zhong)僅Inconel690 (0Cr30Ni60Fe10）與新13號(hao)合金(jin)(jin)未(wei)產生斷裂(lie)(lie)(lie)。

   b. 含(han)NaOH的高(gao)溫(wen)水   

   在兩種含NaOH高溫水中，新13號合金的應力腐蝕性能見圖 2-2-43。在含1%NaOH、8ppm 氧的高溫水中，新13號合金 5000小時試驗后未產生應力腐蝕，而18-8型不銹鋼、低碳 Incoloy800 和Inconel600 合金均產生應力腐蝕斷裂。在含 10% NaOH、8ppm 氧的高(gao)溫水中， 合(he)金產(chan)(chan)生嚴重潰爛和點蝕，而新13號合(he)金即不(bu)產(chan)(chan)生應力腐蝕，也不(bu)產(chan)(chan)生其他(ta)形式的局(ju)部腐蝕。

   圖 2-2-42 和 圖 2-2-43 的(de)試驗結果表明(ming)，新13號合(he)金的(de)應力(li)腐蝕(shi)性(xing)能(neng)可與Inconel690 (0Cr30Ni60Fe10）相媲美(mei)。用新13號合(he)金、18-8不銹鋼、超低(di)碳Incoloy(00Cr20Ni32AlTi)以及Inconel 600等材料的(de)管材制造的(de)蒸發器模擬(ni)體(ti)，經長期運行(xing)表明(ming)新13號合(he)金耐蝕(shi)性(xing)（點蝕(shi)、應力(li)腐蝕(shi)等）遠(yuan)優于(yu)18-8不銹鋼，也優于(yu)低(di)碳Incoloy800和Inconel600合(he)金，特別是并不承受工作應力(li)的(de)18-8型不銹鋼支(zhi)撐管的(de)腐蝕(shi)（SCC、PC等）破損非常嚴重。

二、力學性能(neng)等其他性能(neng)

    1. 力學性(xing)能(neng)

   新13號合金的室溫和高溫力學性能如下表，由表中數據可知，此合金的力學性能接近于超低碳Incoloy800合金，且隨固溶處理溫度的提高而降低。

    2.  物理性能

     新(xin)13號合金的物(wu)理性能(neng)見表(biao) 2-2-18 

   3. 熱加(jia)工及成(cheng)型性能   

    新13號(hao)合(he)金(jin)的(de)熱(re)塑性試(shi)驗(yan)(yan)結果見圖(tu) 2-2-44 和(he) 圖(tu) 2-2-45 。盡管此(ci)合(he)金(jin)較1Cr18Ni9Ti不銹鋼稍低，但仍(reng)具(ju)有(you)良好的(de)熱(re)變形性能，易于(yu)熱(re)加(jia)工。實驗(yan)(yan)室試(shi)驗(yan)(yan)和(he)生產實踐表明(ming)，合(he)金(jin)適宜的(de)段(duan)、軋熱(re)加(jia)工溫度(du)為1000～1150℃。新13號(hao)合(he)金(jin)易于(yu)冷加(jia)工，其(qi)冷作硬化傾(qing)向低于(yu)1Cr18Ni9Ti，見圖(tu) 2-2-46 。在設置制(zhi)造過程中的(de)冷、熱(re)成(cheng)型性能類似一般(ban)奧氏體不銹鋼，其(qi)蒸發器U型傳熱(re)管中小R者需經消除應力處理。

   4. 焊接性能  

   此(ci)(ci)合(he)(he)金(jin)可(ke)焊(han)(han)性(xing)低于18-8不(bu)銹(xiu)鋼(gang)，但(dan)當選用(yong)的填充(chong)金(jin)屬合(he)(he)金(jin)焊(han)(han)接(jie)工藝時可(ke)獲得滿(man)意的焊(han)(han)接(jie)結果。此(ci)(ci)合(he)(he)金(jin)的抗裂(lie)性(xing)能(neng)與00Cr20Ni32AlTi和0Cr15Ni75Fe相當。為(wei)了獲得良好(hao)的可(ke)焊(han)(han)性(xing)并保證合(he)(he)金(jin)的優良耐(nai)應力腐蝕性(xing)能(neng)，合(he)(he)金(jin)中(zhong)的雜(za)質磷量應嚴加(jia)控制。此(ci)(ci)合(he)(he)金(jin)可(ke)采用(yong)焊(han)(han)接(jie)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的通用(yong)方法進行焊(han)(han)接(jie)，無(wu)特殊困難。

   5. 熱處(chu)理工藝(yi)  

   此合(he)金(jin)熱(re)處理工(gong)藝簡(jian)單，經(jing)固溶處理后快冷(leng)即(ji)可，但蒸發器(qi)中U型傳熱(re)管彎曲半(ban)徑(jing)較大者也需要進行消除應力(li)處理。

三、應(ying)用

  新13號(hao)合(he)金(jin)耐蝕(shi)(shi)、力(li)學(xue)性(xing)能(neng)等(deng)(deng)(deng)(deng)優(you)良，熱(re)(re)處理工藝(yi)簡(jian)單，冷、熱(re)(re)加工，焊接等(deng)(deng)(deng)(deng)工藝(yi)性(xing)能(neng)良好，可(ke)以生產(chan)板(ban)、管、絲、帶、鍛件(jian)等(deng)(deng)(deng)(deng)冶金(jin)產(chan)品。此合(he)金(jin)主要(yao)用于壓水堆核電廠(chang)的蒸汽發生器(qi)的傳熱(re)(re)管，也可(ke)用于化學(xue)、石化等(deng)(deng)(deng)(deng)工業中耐應力(li)腐蝕(shi)(shi)的各種(zhong)熱(re)(re)交換(huan)器(qi)等(deng)(deng)(deng)(deng)換(huan)熱(re)(re)設備(bei)。