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NS 1103 (00Cr25Ni35AlTi)

 根據研究鎳(nie)、鉻(ge)對Ni-Fe-Cr合(he)(he)金耐應(ying)力(li)腐蝕性(xing)(xing)能(neng)的(de)影響的(de)大量實(shi)驗結果，國內20世紀70年代發(fa)展了一(yi)種(zhong)含氯離(li)子和氧的(de)高(gao)(gao)溫(wen)水中耐應(ying)力(li)腐蝕性(xing)(xing)能(neng)優于18-8型不銹鋼和00Cr20Ni32Fe（Incoloy 800)、0Cr15Ni75Fe（Inconel 600)的(de)新合(he)(he)金（新13號),此合(he)(he)金在(zai)含1%和10%NaOH的(de)高(gao)(gao)溫(wen)水中也(ye)具有良(liang)好的(de)性(xing)(xing)能(neng)，它是一(yi)種(zhong)適于壓(ya)水堆核電站蒸發(fa)器的(de)新型材料(liao)，也(ye)適用于Cr18-Ni8型奧氏體不銹鋼易產生應(ying)力(li)腐蝕的(de)化工、石(shi)化等(deng)環(huan)境中的(de)各種(zhong)熱交(jiao)換器等(deng)設備。

一、耐(nai)腐蝕(shi)性能

  1. 全面腐蝕

  在(zai)壓水堆(dui)高溫(wen)水介(jie)質(zhi)中(zhong)，合金和不銹鋼的全面腐蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng)也是(shi)一(yi)重要技術指標，耐(nai)全面腐蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng)好壞(huai)是(shi)影響一(yi)、二(er)回(hui)路系統工作介(jie)質(zhi)污染程度的關鍵數據。新13號合金在(zai)高溫(wen)水中(zhong)的全面腐蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng)數據如下表，數據表明它的耐(nai)全面腐蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng)接近于18-8、00Cr20Ni32AlTi、0Cr15Ni75Fe,完全可(ke)滿足壓水堆(dui)核電站蒸發器(qi)對材料耐(nai)全面腐蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng)的要求。

  2. 點(dian)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(wen)水  

    新13號合(he)金在含氯(lv)離子和氧的(de)(de)(de)高溫(wen)水中（290～316℃）具(ju)有良好的(de)(de)(de)耐(nai)力(li)(li)腐蝕性能，雙U型試樣(yang)經10000小(xiao)時靜態高壓(ya)釜試驗(yan)結(jie)果未產生(sheng)(sheng)應(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕斷裂。在同樣(yang)的(de)(de)(de)試驗(yan)條件下，18-8型不(bu)銹鋼(gang)在短(duan)時間內產生(sheng)(sheng)擊穿晶(jing)應(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕斷裂，耐(nai)應(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕斷裂性能較優的(de)(de)(de)超低(di)碳型Incloy800 (00Cr20Ni32AlTi)和Inconel600 (0Cr15Ni75Fe)合(he)金也(ye)產生(sheng)(sheng)晶(jing)間型應(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕斷裂，其斷裂壽命隨試驗(yan)條件而(er)異，前者最長的(de)(de)(de)斷裂時間為(wei)10000小(xiao)時，后者僅為(wei)5000小(xiao)時。在所試驗(yan)的(de)(de)(de)合(he)金中僅Inconel690 (0Cr30Ni60Fe10）與新13號合(he)金未產生(sheng)(sheng)斷裂。

   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 氧的高溫(wen)水中(zhong)， 合(he)金產生(sheng)嚴重潰(kui)爛和點蝕，而新13號(hao)合(he)金即(ji)不(bu)產生(sheng)應(ying)力腐(fu)蝕，也不(bu)產生(sheng)其他形式的局部腐(fu)蝕。

   圖(tu) 2-2-42 和(he)(he) 圖(tu) 2-2-43 的(de)(de)試驗結果表明，新(xin)13號合(he)金的(de)(de)應(ying)力腐(fu)蝕性(xing)能可與Inconel690 (0Cr30Ni60Fe10）相媲(pi)美(mei)。用新(xin)13號合(he)金、18-8不銹(xiu)鋼(gang)、超低碳Incoloy(00Cr20Ni32AlTi)以及Inconel 600等材料的(de)(de)管材制造的(de)(de)蒸發器(qi)模擬體(ti)，經長期運(yun)行表明新(xin)13號合(he)金耐蝕性(xing)（點蝕、應(ying)力腐(fu)蝕等）遠(yuan)優(you)于(yu)18-8不銹(xiu)鋼(gang)，也優(you)于(yu)低碳Incoloy800和(he)(he)Inconel600合(he)金，特別是并不承受工(gong)作(zuo)應(ying)力的(de)(de)18-8型不銹(xiu)鋼(gang)支(zhi)撐(cheng)管的(de)(de)腐(fu)蝕（SCC、PC等）破損非常嚴重。

二、力學性能等(deng)其他性能

    1. 力(li)學性(xing)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號合金的物理(li)性能見表 2-2-18 

   3. 熱加工及成型性能   

    新13號合金(jin)的(de)熱(re)塑(su)性(xing)(xing)試驗(yan)結果見圖(tu) 2-2-44 和 圖(tu) 2-2-45 。盡(jin)管(guan)此合金(jin)較(jiao)1Cr18Ni9Ti不(bu)銹(xiu)鋼稍低(di)，但仍具有良好的(de)熱(re)變(bian)形性(xing)(xing)能(neng)(neng)，易(yi)于(yu)熱(re)加工。實(shi)(shi)驗(yan)室試驗(yan)和生產實(shi)(shi)踐表明，合金(jin)適(shi)宜的(de)段、軋熱(re)加工溫(wen)度(du)為1000～1150℃。新13號合金(jin)易(yi)于(yu)冷加工，其冷作(zuo)硬(ying)化傾向低(di)于(yu)1Cr18Ni9Ti，見圖(tu) 2-2-46 。在設置制(zhi)造過程中的(de)冷、熱(re)成型性(xing)(xing)能(neng)(neng)類似一般奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼，其蒸發器U型傳熱(re)管(guan)中小R者需經消除應力處(chu)理(li)。

   4. 焊(han)接性能  

   此合(he)(he)金可(ke)焊(han)(han)性低(di)于18-8不(bu)銹鋼(gang)，但當選用(yong)的(de)填(tian)充金屬(shu)合(he)(he)金焊(han)(han)接(jie)工藝時可(ke)獲得(de)滿(man)意的(de)焊(han)(han)接(jie)結果。此合(he)(he)金的(de)抗裂性能(neng)與00Cr20Ni32AlTi和0Cr15Ni75Fe相(xiang)當。為了獲得(de)良(liang)好的(de)可(ke)焊(han)(han)性并保證(zheng)合(he)(he)金的(de)優良(liang)耐(nai)應力腐蝕性能(neng)，合(he)(he)金中的(de)雜(za)質磷量應嚴加(jia)控制。此合(he)(he)金可(ke)采(cai)用(yong)焊(han)(han)接(jie)不(bu)銹鋼(gang)的(de)通(tong)用(yong)方法進行(xing)焊(han)(han)接(jie)，無特殊困難。

   5. 熱處理工(gong)藝  

   此合金熱(re)處理工藝簡單，經固溶處理后快(kuai)冷即可，但蒸發器中U型傳熱(re)管彎曲半徑較大者也需要進行消除應力處理。

三、應(ying)用(yong)

  新13號合金(jin)(jin)耐(nai)蝕(shi)、力學(xue)性能(neng)(neng)等優良，熱(re)(re)處(chu)理工(gong)藝(yi)簡(jian)單，冷(leng)、熱(re)(re)加(jia)工(gong)，焊接等工(gong)藝(yi)性能(neng)(neng)良好，可(ke)(ke)以生產(chan)板、管、絲、帶、鍛件等冶金(jin)(jin)產(chan)品(pin)。此合金(jin)(jin)主(zhu)要用于(yu)壓(ya)水堆核(he)電廠的(de)蒸汽(qi)發(fa)生器的(de)傳熱(re)(re)管，也可(ke)(ke)用于(yu)化學(xue)、石化等工(gong)業中(zhong)耐(nai)應力腐蝕(shi)的(de)各(ge)種熱(re)(re)交換器等換熱(re)(re)設備。