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NS 1103 (00Cr25Ni35AlTi)

 根據研究鎳、鉻對Ni-Fe-Cr合(he)(he)金(jin)耐應力腐蝕(shi)性(xing)(xing)能的(de)(de)影響的(de)(de)大(da)量實驗結(jie)果，國內20世紀70年代發(fa)展了一(yi)種含氯(lv)離子和(he)(he)氧的(de)(de)高溫水(shui)中(zhong)耐應力腐蝕(shi)性(xing)(xing)能優于18-8型(xing)(xing)不銹(xiu)鋼和(he)(he)00Cr20Ni32Fe（Incoloy 800)、0Cr15Ni75Fe（Inconel 600)的(de)(de)新(xin)(xin)合(he)(he)金(jin)（新(xin)(xin)13號(hao)),此(ci)合(he)(he)金(jin)在含1%和(he)(he)10%NaOH的(de)(de)高溫水(shui)中(zhong)也具(ju)有良好的(de)(de)性(xing)(xing)能，它是一(yi)種適(shi)(shi)于壓水(shui)堆核電站(zhan)蒸發(fa)器(qi)的(de)(de)新(xin)(xin)型(xing)(xing)材料，也適(shi)(shi)用(yong)于Cr18-Ni8型(xing)(xing)奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼易產(chan)生應力腐蝕(shi)的(de)(de)化(hua)工、石化(hua)等(deng)環境中(zhong)的(de)(de)各(ge)種熱交換(huan)器(qi)等(deng)設備。

一(yi)、耐腐蝕(shi)性能(neng)

  1. 全面腐蝕

  在壓(ya)水(shui)(shui)堆(dui)高(gao)溫水(shui)(shui)介質中，合金和(he)不銹鋼(gang)的(de)全面腐蝕性能也是一(yi)重要技術指標(biao)，耐全面腐蝕性能好壞是影響一(yi)、二回(hui)路系統工(gong)作介質污染(ran)程度的(de)關鍵(jian)數(shu)據(ju)(ju)。新13號(hao)合金在高(gao)溫水(shui)(shui)中的(de)全面腐蝕性能數(shu)據(ju)(ju)如下表，數(shu)據(ju)(ju)表明它(ta)的(de)耐全面腐蝕性能接近于18-8、00Cr20Ni32AlTi、0Cr15Ni75Fe,完全可滿足壓(ya)水(shui)(shui)堆(dui)核電站蒸發(fa)器對材料耐全面腐蝕性能的(de)要求。

  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

   a. 高溫水  

    新13號合金在(zai)(zai)含(han)氯離子和氧的(de)高溫水中(zhong)（290～316℃）具有良好(hao)的(de)耐(nai)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性能，雙U型試(shi)樣經10000小時(shi)靜態高壓釜試(shi)驗(yan)(yan)結果未產(chan)生(sheng)(sheng)應(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)。在(zai)(zai)同樣的(de)試(shi)驗(yan)(yan)條件下，18-8型不銹(xiu)鋼(gang)在(zai)(zai)短時(shi)間內(nei)產(chan)生(sheng)(sheng)擊穿(chuan)晶應(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)，耐(nai)應(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)性能較(jiao)優(you)的(de)超低碳型Incloy800 (00Cr20Ni32AlTi)和Inconel600 (0Cr15Ni75Fe)合金也(ye)產(chan)生(sheng)(sheng)晶間型應(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)，其斷(duan)(duan)裂(lie)壽命隨試(shi)驗(yan)(yan)條件而(er)異，前(qian)者最長的(de)斷(duan)(duan)裂(lie)時(shi)間為10000小時(shi)，后者僅(jin)為5000小時(shi)。在(zai)(zai)所試(shi)驗(yan)(yan)的(de)合金中(zhong)僅(jin)Inconel690 (0Cr30Ni60Fe10）與新13號合金未產(chan)生(sheng)(sheng)斷(duan)(duan)裂(lie)。

   b. 含NaOH的高溫水   

   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(yang)的高溫(wen)水中(zhong)， 合(he)金產(chan)生(sheng)嚴重潰爛和點(dian)蝕(shi)(shi)，而新(xin)13號合(he)金即不(bu)產(chan)生(sheng)應力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)，也(ye)不(bu)產(chan)生(sheng)其他形(xing)式的局部腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。

   圖 2-2-42 和(he) 圖 2-2-43 的(de)試(shi)驗(yan)結果表明，新13號合金(jin)(jin)(jin)的(de)應力腐蝕(shi)(shi)性(xing)能可與(yu)Inconel690 (0Cr30Ni60Fe10）相媲(pi)美。用新13號合金(jin)(jin)(jin)、18-8不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼、超(chao)低(di)碳Incoloy(00Cr20Ni32AlTi)以及Inconel 600等(deng)材料(liao)的(de)管(guan)(guan)材制造的(de)蒸發(fa)器模擬體，經長期運行表明新13號合金(jin)(jin)(jin)耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)（點(dian)蝕(shi)(shi)、應力腐蝕(shi)(shi)等(deng)）遠優于18-8不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼，也優于低(di)碳Incoloy800和(he)Inconel600合金(jin)(jin)(jin)，特別(bie)是(shi)并不(bu)承受工(gong)作應力的(de)18-8型不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼支撐管(guan)(guan)的(de)腐蝕(shi)(shi)（SCC、PC等(deng)）破(po)損非常(chang)嚴重。

二、力學性能等其他性能

    1. 力學(xue)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(neng)

     新13號合金的物理性能見(jian)表(biao) 2-2-18 

   3. 熱加工及成型性能   

    新(xin)13號合(he)金(jin)的熱(re)(re)塑性試驗(yan)(yan)結果見(jian)圖 2-2-44 和 圖 2-2-45 。盡(jin)管此合(he)金(jin)較1Cr18Ni9Ti不銹鋼稍低(di)，但仍具(ju)有(you)良好的熱(re)(re)變形性能(neng)，易(yi)于(yu)熱(re)(re)加(jia)工(gong)。實驗(yan)(yan)室(shi)試驗(yan)(yan)和生產實踐表明，合(he)金(jin)適宜的段、軋熱(re)(re)加(jia)工(gong)溫度為1000～1150℃。新(xin)13號合(he)金(jin)易(yi)于(yu)冷(leng)加(jia)工(gong)，其(qi)冷(leng)作硬化傾向低(di)于(yu)1Cr18Ni9Ti，見(jian)圖 2-2-46 。在設置制造過程中(zhong)的冷(leng)、熱(re)(re)成型性能(neng)類似一般奧氏(shi)體不銹鋼，其(qi)蒸發器U型傳熱(re)(re)管中(zhong)小R者需經消除應力處理。

   4. 焊接(jie)性能(neng)  

   此合(he)金(jin)(jin)可(ke)焊(han)(han)性低于(yu)18-8不銹鋼(gang)，但當(dang)選用的(de)(de)填充金(jin)(jin)屬合(he)金(jin)(jin)焊(han)(han)接工藝時可(ke)獲得滿(man)意的(de)(de)焊(han)(han)接結果。此合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)抗裂性能(neng)與00Cr20Ni32AlTi和0Cr15Ni75Fe相當(dang)。為(wei)了獲得良好的(de)(de)可(ke)焊(han)(han)性并保證合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)優良耐應力腐蝕性能(neng)，合(he)金(jin)(jin)中的(de)(de)雜質磷(lin)量應嚴加控制。此合(he)金(jin)(jin)可(ke)采(cai)用焊(han)(han)接不銹鋼(gang)的(de)(de)通用方法(fa)進行焊(han)(han)接，無特殊困(kun)難。

   5. 熱處理工(gong)藝  

   此合(he)金(jin)熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)工藝簡單，經(jing)固溶處(chu)(chu)理(li)(li)后快冷即(ji)可，但蒸發器中U型傳熱(re)(re)管彎曲半徑較大(da)者也(ye)需要進行消(xiao)除應(ying)力處(chu)(chu)理(li)(li)。

三、應用

  新13號(hao)合金(jin)耐蝕、力學性能等(deng)優良(liang)，熱(re)(re)處(chu)理工藝(yi)簡單，冷、熱(re)(re)加工，焊(han)接等(deng)工藝(yi)性能良(liang)好，可以(yi)生產(chan)板(ban)、管(guan)、絲、帶、鍛(duan)件等(deng)冶金(jin)產(chan)品(pin)。此合金(jin)主要用于壓水堆核電廠的蒸汽發(fa)生器(qi)的傳熱(re)(re)管(guan)，也可用于化(hua)學、石化(hua)等(deng)工業中耐應力腐蝕的各種熱(re)(re)交換(huan)器(qi)等(deng)換(huan)熱(re)(re)設備。