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NS 1103 (00Cr25Ni35AlTi)

 根(gen)據研究鎳、鉻對Ni-Fe-Cr合金耐(nai)應力(li)腐(fu)蝕(shi)性(xing)能(neng)的(de)影(ying)響的(de)大量實驗結果，國內20世(shi)紀70年代發(fa)展了一種含氯離子和(he)氧的(de)高溫水中(zhong)耐(nai)應力(li)腐(fu)蝕(shi)性(xing)能(neng)優于18-8型不銹鋼(gang)和(he)00Cr20Ni32Fe（Incoloy 800)、0Cr15Ni75Fe（Inconel 600)的(de)新合金（新13號),此合金在(zai)含1%和(he)10%NaOH的(de)高溫水中(zhong)也具有良好的(de)性(xing)能(neng)，它是(shi)一種適于壓(ya)水堆核(he)電(dian)站蒸發(fa)器的(de)新型材料，也適用于Cr18-Ni8型奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)易產生應力(li)腐(fu)蝕(shi)的(de)化(hua)工、石化(hua)等環境中(zhong)的(de)各種熱交換器等設備。

一、耐腐蝕性能(neng)

  1. 全面腐蝕

  在壓水堆(dui)高溫水介質(zhi)中(zhong)，合金(jin)和不(bu)銹鋼(gang)的(de)全(quan)(quan)面腐蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)能也是(shi)一(yi)重要(yao)技術指標，耐全(quan)(quan)面腐蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)能好壞(huai)是(shi)影(ying)響一(yi)、二回路系統工作介質(zhi)污染程度的(de)關鍵數據。新(xin)13號合金(jin)在高溫水中(zhong)的(de)全(quan)(quan)面腐蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)能數據如下表(biao)(biao)，數據表(biao)(biao)明它的(de)耐全(quan)(quan)面腐蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)能接近于(yu)18-8、00Cr20Ni32AlTi、0Cr15Ni75Fe,完全(quan)(quan)可滿足壓水堆(dui)核電站蒸發器對材(cai)料耐全(quan)(quan)面腐蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)能的(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. 晶間腐蝕(shi)

  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(gao)溫水  

    新(xin)13號(hao)合(he)金(jin)在含氯離子和氧(yang)的(de)高溫水中（290～316℃）具有良好的(de)耐力(li)腐蝕(shi)性(xing)能，雙(shuang)U型試樣經10000小時(shi)靜態(tai)高壓釜試驗結果未(wei)(wei)產生(sheng)應(ying)力(li)腐蝕(shi)斷(duan)裂(lie)(lie)。在同(tong)樣的(de)試驗條件下，18-8型不銹鋼(gang)在短時(shi)間內產生(sheng)擊穿晶應(ying)力(li)腐蝕(shi)斷(duan)裂(lie)(lie)，耐應(ying)力(li)腐蝕(shi)斷(duan)裂(lie)(lie)性(xing)能較優的(de)超低碳型Incloy800 (00Cr20Ni32AlTi)和Inconel600 (0Cr15Ni75Fe)合(he)金(jin)也產生(sheng)晶間型應(ying)力(li)腐蝕(shi)斷(duan)裂(lie)(lie)，其斷(duan)裂(lie)(lie)壽命隨(sui)試驗條件而異，前(qian)者(zhe)最長的(de)斷(duan)裂(lie)(lie)時(shi)間為(wei)10000小時(shi)，后者(zhe)僅為(wei)5000小時(shi)。在所(suo)試驗的(de)合(he)金(jin)中僅Inconel690 (0Cr30Ni60Fe10）與新(xin)13號(hao)合(he)金(jin)未(wei)(wei)產生(sheng)斷(duan)裂(lie)(lie)。

   b. 含NaOH的(de)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(gao)溫(wen)水中， 合金(jin)產(chan)(chan)生嚴重潰爛和點蝕(shi)，而新(xin)13號(hao)合金(jin)即不產(chan)(chan)生應力(li)腐蝕(shi)，也(ye)不產(chan)(chan)生其他形式的局部腐蝕(shi)。

   圖 2-2-42 和(he) 圖 2-2-43 的(de)(de)試驗(yan)結果表(biao)明，新13號(hao)合(he)(he)金的(de)(de)應力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)能可與Inconel690 (0Cr30Ni60Fe10）相(xiang)媲美。用新13號(hao)合(he)(he)金、18-8不(bu)銹鋼、超低(di)碳Incoloy(00Cr20Ni32AlTi)以及Inconel 600等(deng)材(cai)料的(de)(de)管(guan)材(cai)制造的(de)(de)蒸發器模擬體，經長(chang)期運行表(biao)明新13號(hao)合(he)(he)金耐蝕(shi)(shi)性(xing)（點蝕(shi)(shi)、應力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)等(deng)）遠(yuan)優于18-8不(bu)銹鋼，也優于低(di)碳Incoloy800和(he)Inconel600合(he)(he)金，特別是并(bing)不(bu)承受工作(zuo)應力(li)(li)的(de)(de)18-8型不(bu)銹鋼支撐(cheng)管(guan)的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)（SCC、PC等(deng)）破損非常嚴重。

二、力(li)學性(xing)能(neng)等其他性(xing)能(neng)

    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(hao)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)(re)塑性試驗(yan)結果見(jian)圖 2-2-44 和 圖 2-2-45 。盡管此合金(jin)較1Cr18Ni9Ti不銹鋼稍(shao)低(di)，但仍具有良好的(de)熱(re)(re)變形性能，易(yi)于(yu)熱(re)(re)加(jia)工(gong)。實驗(yan)室試驗(yan)和生產實踐表明，合金(jin)適宜的(de)段、軋熱(re)(re)加(jia)工(gong)溫度為1000～1150℃。新13號合金(jin)易(yi)于(yu)冷加(jia)工(gong)，其冷作硬化(hua)傾向(xiang)低(di)于(yu)1Cr18Ni9Ti，見(jian)圖 2-2-46 。在設置制造(zao)過(guo)程中的(de)冷、熱(re)(re)成型(xing)性能類似一般(ban)奧(ao)氏體不銹鋼，其蒸發器U型(xing)傳熱(re)(re)管中小R者需經消除應力(li)處理(li)。

   4. 焊接性能(neng)  

   此(ci)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)可焊(han)性(xing)低于18-8不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)，但當選用(yong)的填(tian)充金(jin)(jin)屬(shu)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)焊(han)接(jie)工藝時可獲得滿意的焊(han)接(jie)結果。此(ci)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)的抗裂性(xing)能與00Cr20Ni32AlTi和0Cr15Ni75Fe相當。為了(le)獲得良好(hao)的可焊(han)性(xing)并保證合(he)(he)(he)金(jin)(jin)的優良耐應力(li)腐蝕(shi)性(xing)能，合(he)(he)(he)金(jin)(jin)中的雜質(zhi)磷量應嚴加控制。此(ci)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)可采用(yong)焊(han)接(jie)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的通(tong)用(yong)方法(fa)進行焊(han)接(jie)，無特殊(shu)困難。

   5. 熱(re)處理工藝  

   此合金熱處(chu)理(li)工藝簡(jian)單(dan)，經(jing)固溶處(chu)理(li)后(hou)快冷(leng)即可(ke)，但蒸發器(qi)中U型傳(chuan)熱管(guan)彎曲(qu)半徑(jing)較大者也需要進行消除應力處(chu)理(li)。

三(san)、應用(yong)

  新13號合金耐(nai)(nai)蝕、力(li)學性(xing)能(neng)等(deng)(deng)優良(liang)，熱(re)處(chu)理(li)工藝簡單(dan)，冷、熱(re)加工，焊接(jie)等(deng)(deng)工藝性(xing)能(neng)良(liang)好，可以生產板、管、絲、帶、鍛件等(deng)(deng)冶金產品。此合金主要用于壓(ya)水(shui)堆(dui)核電(dian)廠(chang)的(de)蒸汽發生器(qi)的(de)傳熱(re)管，也可用于化(hua)學、石化(hua)等(deng)(deng)工業中耐(nai)(nai)應力(li)腐蝕的(de)各(ge)種熱(re)交換器(qi)等(deng)(deng)換熱(re)設備。