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NS 1103 (00Cr25Ni35AlTi)

 根據(ju)研究鎳、鉻對Ni-Fe-Cr合(he)金耐應力(li)腐蝕(shi)性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)影響的(de)(de)(de)大量實(shi)驗結果(guo)，國內20世紀70年代發展了一種含氯離子和氧的(de)(de)(de)高溫水(shui)中(zhong)耐應力(li)腐蝕(shi)性(xing)能(neng)優(you)于18-8型(xing)不銹(xiu)鋼和00Cr20Ni32Fe（Incoloy 800)、0Cr15Ni75Fe（Inconel 600)的(de)(de)(de)新合(he)金（新13號),此合(he)金在含1%和10%NaOH的(de)(de)(de)高溫水(shui)中(zhong)也具有良好的(de)(de)(de)性(xing)能(neng)，它是一種適于壓水(shui)堆(dui)核電站蒸發器(qi)的(de)(de)(de)新型(xing)材料，也適用于Cr18-Ni8型(xing)奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼易(yi)產(chan)生應力(li)腐蝕(shi)的(de)(de)(de)化(hua)(hua)工、石化(hua)(hua)等環境中(zhong)的(de)(de)(de)各種熱(re)交換(huan)器(qi)等設備。

一、耐腐蝕性能

  1. 全面腐蝕

  在壓水(shui)堆(dui)高溫(wen)水(shui)介(jie)(jie)質中，合(he)金和不銹鋼的(de)(de)全(quan)(quan)面(mian)腐(fu)(fu)蝕性(xing)(xing)能(neng)也是(shi)一(yi)重要(yao)技(ji)術指標，耐全(quan)(quan)面(mian)腐(fu)(fu)蝕性(xing)(xing)能(neng)好壞(huai)是(shi)影響一(yi)、二回(hui)路系統工作介(jie)(jie)質污染程度的(de)(de)關鍵(jian)數據(ju)。新13號合(he)金在高溫(wen)水(shui)中的(de)(de)全(quan)(quan)面(mian)腐(fu)(fu)蝕性(xing)(xing)能(neng)數據(ju)如下表，數據(ju)表明它的(de)(de)耐全(quan)(quan)面(mian)腐(fu)(fu)蝕性(xing)(xing)能(neng)接近于18-8、00Cr20Ni32AlTi、0Cr15Ni75Fe,完全(quan)(quan)可滿足壓水(shui)堆(dui)核電站蒸發器對材料耐全(quan)(quan)面(mian)腐(fu)(fu)蝕性(xing)(xing)能(neng)的(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(jian)腐蝕

  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(fu)蝕(shi)

   a. 高溫(wen)水  

    新(xin)13號(hao)合金(jin)在(zai)含氯離子和氧的(de)(de)高(gao)溫水中（290～316℃）具(ju)有良好(hao)的(de)(de)耐力(li)腐(fu)蝕性能，雙(shuang)U型試樣經(jing)10000小時(shi)(shi)靜(jing)態高(gao)壓釜試驗結果未產生(sheng)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕斷裂。在(zai)同樣的(de)(de)試驗條(tiao)(tiao)件下，18-8型不銹鋼在(zai)短時(shi)(shi)間(jian)內產生(sheng)擊穿晶應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕斷裂，耐應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕斷裂性能較(jiao)優的(de)(de)超(chao)低碳(tan)型Incloy800 (00Cr20Ni32AlTi)和Inconel600 (0Cr15Ni75Fe)合金(jin)也產生(sheng)晶間(jian)型應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕斷裂，其斷裂壽(shou)命隨試驗條(tiao)(tiao)件而異，前者最長(chang)的(de)(de)斷裂時(shi)(shi)間(jian)為(wei)10000小時(shi)(shi)，后(hou)者僅(jin)為(wei)5000小時(shi)(shi)。在(zai)所(suo)試驗的(de)(de)合金(jin)中僅(jin)Inconel690 (0Cr30Ni60Fe10）與新(xin)13號(hao)合金(jin)未產生(sheng)斷裂。

   b. 含NaOH的(de)高溫水(shui)   

   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 氧的高溫水(shui)中， 合金(jin)產生(sheng)嚴重潰爛和(he)點蝕，而新13號合金(jin)即不(bu)(bu)產生(sheng)應力腐(fu)蝕，也不(bu)(bu)產生(sheng)其(qi)他形式的局部腐(fu)蝕。

   圖 2-2-42 和 圖 2-2-43 的(de)(de)(de)(de)試驗結果(guo)表明(ming)，新(xin)13號(hao)合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)應力腐(fu)蝕(shi)(shi)性能(neng)可(ke)與Inconel690 (0Cr30Ni60Fe10）相媲(pi)美(mei)。用新(xin)13號(hao)合(he)(he)金(jin)、18-8不(bu)銹鋼(gang)、超低碳(tan)Incoloy(00Cr20Ni32AlTi)以(yi)及Inconel 600等材料的(de)(de)(de)(de)管材制造(zao)的(de)(de)(de)(de)蒸發器模擬體，經長期(qi)運行(xing)表明(ming)新(xin)13號(hao)合(he)(he)金(jin)耐蝕(shi)(shi)性（點蝕(shi)(shi)、應力腐(fu)蝕(shi)(shi)等）遠優(you)于(yu)18-8不(bu)銹鋼(gang)，也優(you)于(yu)低碳(tan)Incoloy800和Inconel600合(he)(he)金(jin)，特別是并(bing)不(bu)承(cheng)受工作應力的(de)(de)(de)(de)18-8型不(bu)銹鋼(gang)支(zhi)撐管的(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)（SCC、PC等）破損非常嚴重。

二、力學性(xing)能等其他性(xing)能

    1. 力學性能

   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13號合金的(de)物理(li)性能見表 2-2-18 

   3. 熱加(jia)工及(ji)成型(xing)性能(neng)   

    新13號合(he)金(jin)的(de)熱塑性(xing)試驗結(jie)果(guo)見圖 2-2-44 和 圖 2-2-45 。盡管(guan)(guan)此(ci)合(he)金(jin)較1Cr18Ni9Ti不(bu)銹鋼稍低，但仍具有良好的(de)熱變形性(xing)能，易于熱加(jia)工(gong)。實(shi)驗室試驗和生(sheng)產(chan)實(shi)踐表明，合(he)金(jin)適宜的(de)段(duan)、軋熱加(jia)工(gong)溫度為1000～1150℃。新13號合(he)金(jin)易于冷加(jia)工(gong)，其冷作硬化傾向低于1Cr18Ni9Ti，見圖 2-2-46 。在設置制造過程中的(de)冷、熱成(cheng)型(xing)性(xing)能類(lei)似一般奧氏(shi)體不(bu)銹鋼，其蒸(zheng)發(fa)器(qi)U型(xing)傳熱管(guan)(guan)中小R者需(xu)經(jing)消(xiao)除應力處理。

   4. 焊(han)接性(xing)能  

   此合(he)金(jin)可(ke)焊(han)(han)(han)性(xing)低(di)于18-8不銹鋼(gang)，但當選用的(de)填充金(jin)屬(shu)合(he)金(jin)焊(han)(han)(han)接工藝時(shi)可(ke)獲得滿意(yi)的(de)焊(han)(han)(han)接結果(guo)。此合(he)金(jin)的(de)抗裂(lie)性(xing)能(neng)(neng)與00Cr20Ni32AlTi和0Cr15Ni75Fe相(xiang)當。為了獲得良(liang)好的(de)可(ke)焊(han)(han)(han)性(xing)并(bing)保證合(he)金(jin)的(de)優(you)良(liang)耐應力(li)腐蝕性(xing)能(neng)(neng)，合(he)金(jin)中的(de)雜質磷(lin)量應嚴加控制。此合(he)金(jin)可(ke)采用焊(han)(han)(han)接不銹鋼(gang)的(de)通(tong)用方法進行焊(han)(han)(han)接，無(wu)特殊困(kun)難(nan)。

   5. 熱處理工藝(yi)  

   此合(he)金熱處(chu)理(li)工藝(yi)簡單(dan)，經(jing)固溶處(chu)理(li)后快冷(leng)即可，但蒸發器中U型傳熱管彎曲半徑較大者也需要進行消(xiao)除應(ying)力處(chu)理(li)。

三(san)、應用

  新13號(hao)合金(jin)耐蝕、力(li)學性能(neng)(neng)等優良(liang)，熱(re)處理(li)工藝(yi)簡單，冷(leng)、熱(re)加工，焊接等工藝(yi)性能(neng)(neng)良(liang)好，可以生產板、管、絲(si)、帶、鍛件等冶金(jin)產品。此合金(jin)主(zhu)要用(yong)于壓水堆核(he)電廠(chang)的(de)(de)蒸汽發生器的(de)(de)傳熱(re)管，也可用(yong)于化(hua)學、石化(hua)等工業(ye)中耐應力(li)腐蝕的(de)(de)各種(zhong)熱(re)交(jiao)換(huan)器等換(huan)熱(re)設備。