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NS 1103 (00Cr25Ni35AlTi)

 根據研究鎳(nie)、鉻對Ni-Fe-Cr合(he)金(jin)耐(nai)應力腐(fu)蝕性能的(de)影響的(de)大(da)量實驗結果(guo)，國(guo)內(nei)20世紀70年代發展了一種(zhong)含(han)氯(lv)離子(zi)和氧的(de)高溫(wen)水中耐(nai)應力腐(fu)蝕性能優(you)于(yu)18-8型(xing)不銹(xiu)鋼和00Cr20Ni32Fe（Incoloy 800)、0Cr15Ni75Fe（Inconel 600)的(de)新合(he)金(jin)（新13號),此(ci)合(he)金(jin)在(zai)含(han)1%和10%NaOH的(de)高溫(wen)水中也(ye)具有良好的(de)性能，它是一種(zhong)適于(yu)壓(ya)水堆核電(dian)站蒸發器的(de)新型(xing)材料，也(ye)適用(yong)于(yu)Cr18-Ni8型(xing)奧氏體不銹(xiu)鋼易產生應力腐(fu)蝕的(de)化工(gong)、石化等(deng)環境中的(de)各種(zhong)熱(re)交換器等(deng)設備。

一、耐(nai)腐蝕性能(neng)

  1. 全面腐蝕

  在壓(ya)水(shui)堆(dui)高溫水(shui)介質中，合金和不銹(xiu)鋼(gang)的全(quan)面(mian)(mian)腐(fu)蝕(shi)性能(neng)(neng)也是(shi)一重(zhong)要技術(shu)指標(biao)，耐(nai)(nai)全(quan)面(mian)(mian)腐(fu)蝕(shi)性能(neng)(neng)好壞是(shi)影響一、二回(hui)路(lu)系統工作介質污染(ran)程度的關(guan)鍵數據(ju)。新13號合金在高溫水(shui)中的全(quan)面(mian)(mian)腐(fu)蝕(shi)性能(neng)(neng)數據(ju)如(ru)下表，數據(ju)表明它的耐(nai)(nai)全(quan)面(mian)(mian)腐(fu)蝕(shi)性能(neng)(neng)接近于18-8、00Cr20Ni32AlTi、0Cr15Ni75Fe,完全(quan)可滿足壓(ya)水(shui)堆(dui)核電站蒸發器對材料耐(nai)(nai)全(quan)面(mian)(mian)腐(fu)蝕(shi)性能(neng)(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(fu)蝕

   a. 高溫水  

    新13號合(he)金(jin)(jin)在(zai)(zai)(zai)含(han)氯離子和氧的(de)(de)(de)高(gao)溫水中（290～316℃）具(ju)有良好的(de)(de)(de)耐(nai)力(li)腐(fu)蝕(shi)性能(neng)，雙U型(xing)試樣(yang)經(jing)10000小(xiao)時(shi)靜態(tai)高(gao)壓釜試驗結果未產生(sheng)應力(li)腐(fu)蝕(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)。在(zai)(zai)(zai)同(tong)樣(yang)的(de)(de)(de)試驗條件下(xia)，18-8型(xing)不銹鋼(gang)在(zai)(zai)(zai)短時(shi)間內產生(sheng)擊穿晶應力(li)腐(fu)蝕(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)，耐(nai)應力(li)腐(fu)蝕(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)性能(neng)較優(you)的(de)(de)(de)超(chao)低碳型(xing)Incloy800 (00Cr20Ni32AlTi)和Inconel600 (0Cr15Ni75Fe)合(he)金(jin)(jin)也產生(sheng)晶間型(xing)應力(li)腐(fu)蝕(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)，其(qi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)壽命(ming)隨試驗條件而異，前(qian)者最長的(de)(de)(de)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)時(shi)間為10000小(xiao)時(shi)，后者僅(jin)為5000小(xiao)時(shi)。在(zai)(zai)(zai)所試驗的(de)(de)(de)合(he)金(jin)(jin)中僅(jin)Inconel690 (0Cr30Ni60Fe10）與新13號合(he)金(jin)(jin)未產生(sheng)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)。

   b. 含NaOH的高溫水(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(yang)的(de)高溫水中， 合(he)金(jin)(jin)產(chan)生嚴重潰爛(lan)和點蝕(shi)，而(er)新13號合(he)金(jin)(jin)即不產(chan)生應力腐蝕(shi)，也不產(chan)生其他(ta)形式的(de)局部腐蝕(shi)。

   圖 2-2-42 和(he) 圖 2-2-43 的試驗結果表(biao)(biao)明(ming)，新13號(hao)(hao)合(he)金的應(ying)(ying)力腐(fu)蝕性(xing)(xing)能可與Inconel690 (0Cr30Ni60Fe10）相媲美。用新13號(hao)(hao)合(he)金、18-8不(bu)銹鋼、超低碳Incoloy(00Cr20Ni32AlTi)以及Inconel 600等(deng)(deng)材(cai)料的管(guan)材(cai)制造的蒸發(fa)器模擬體，經長期運行(xing)表(biao)(biao)明(ming)新13號(hao)(hao)合(he)金耐(nai)蝕性(xing)(xing)（點蝕、應(ying)(ying)力腐(fu)蝕等(deng)(deng)）遠(yuan)優(you)于18-8不(bu)銹鋼，也優(you)于低碳Incoloy800和(he)Inconel600合(he)金，特別是(shi)并不(bu)承(cheng)受工作應(ying)(ying)力的18-8型不(bu)銹鋼支撐管(guan)的腐(fu)蝕（SCC、PC等(deng)(deng)）破損非常嚴重。

二、力(li)學性能等其他(ta)性能

    1. 力(li)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13號合金的物理性能見表 2-2-18 

   3. 熱加(jia)工及成型性(xing)能   

    新13號合金(jin)的(de)熱(re)塑性(xing)試(shi)驗(yan)結(jie)果見圖 2-2-44 和 圖 2-2-45 。盡管(guan)此合金(jin)較1Cr18Ni9Ti不(bu)銹(xiu)鋼(gang)稍低(di)，但仍具有良好的(de)熱(re)變形(xing)性(xing)能(neng)，易于(yu)熱(re)加工。實驗(yan)室試(shi)驗(yan)和生(sheng)產實踐(jian)表明，合金(jin)適宜的(de)段(duan)、軋熱(re)加工溫度為1000～1150℃。新13號合金(jin)易于(yu)冷(leng)加工，其(qi)冷(leng)作硬化(hua)傾向低(di)于(yu)1Cr18Ni9Ti，見圖 2-2-46 。在設置制造過程中(zhong)的(de)冷(leng)、熱(re)成型性(xing)能(neng)類似一般奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)，其(qi)蒸發(fa)器(qi)U型傳熱(re)管(guan)中(zhong)小R者需經消除應力處理。

   4. 焊接性能  

   此合(he)(he)金(jin)可(ke)焊(han)(han)(han)性(xing)低(di)于18-8不銹鋼，但當選用的(de)填充金(jin)屬合(he)(he)金(jin)焊(han)(han)(han)接(jie)工藝時可(ke)獲得滿意的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)結果。此合(he)(he)金(jin)的(de)抗裂(lie)性(xing)能與(yu)00Cr20Ni32AlTi和(he)0Cr15Ni75Fe相當。為了獲得良好的(de)可(ke)焊(han)(han)(han)性(xing)并(bing)保證合(he)(he)金(jin)的(de)優良耐應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)性(xing)能，合(he)(he)金(jin)中的(de)雜質磷量應(ying)嚴(yan)加控制。此合(he)(he)金(jin)可(ke)采用焊(han)(han)(han)接(jie)不銹鋼的(de)通用方法進行焊(han)(han)(han)接(jie)，無(wu)特殊困難。

   5. 熱處理(li)工藝  

   此合金(jin)熱處(chu)理(li)(li)工藝簡單，經固(gu)溶(rong)處(chu)理(li)(li)后快冷(leng)即可，但蒸(zheng)發器中U型(xing)傳熱管彎曲半徑較大者也(ye)需要進(jin)行消除應力處(chu)理(li)(li)。

三、應用

  新13號合金耐(nai)蝕、力學性能等優良(liang)，熱(re)處理工藝簡單，冷、熱(re)加(jia)工，焊接等工藝性能良(liang)好，可以(yi)生產(chan)板、管、絲(si)、帶、鍛件等冶金產(chan)品。此合金主要用于(yu)壓水堆核電(dian)廠的(de)蒸汽發生器(qi)的(de)傳熱(re)管，也可用于(yu)化學、石化等工業中耐(nai)應(ying)力腐蝕的(de)各種熱(re)交(jiao)換器(qi)等換熱(re)設備。