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NS 1103 (00Cr25Ni35AlTi)

 根據(ju)研究鎳(nie)、鉻對Ni-Fe-Cr合(he)(he)金耐(nai)應力腐(fu)蝕性(xing)能(neng)的(de)(de)影響的(de)(de)大量實驗結果，國內20世紀70年代發(fa)展了一種(zhong)含(han)氯離子和(he)氧的(de)(de)高(gao)溫水中耐(nai)應力腐(fu)蝕性(xing)能(neng)優于18-8型(xing)(xing)(xing)不(bu)銹鋼和(he)00Cr20Ni32Fe（Incoloy 800)、0Cr15Ni75Fe（Inconel 600)的(de)(de)新合(he)(he)金（新13號),此合(he)(he)金在(zai)含(han)1%和(he)10%NaOH的(de)(de)高(gao)溫水中也(ye)具有良好的(de)(de)性(xing)能(neng)，它是一種(zhong)適于壓(ya)水堆(dui)核(he)電站蒸(zheng)發(fa)器(qi)的(de)(de)新型(xing)(xing)(xing)材料，也(ye)適用于Cr18-Ni8型(xing)(xing)(xing)奧氏(shi)體不(bu)銹鋼易產(chan)生應力腐(fu)蝕的(de)(de)化工(gong)、石化等(deng)環境(jing)中的(de)(de)各種(zhong)熱交換器(qi)等(deng)設(she)備(bei)。

一(yi)、耐(nai)腐蝕性能

  1. 全面腐蝕

  在壓水(shui)(shui)堆高(gao)溫(wen)水(shui)(shui)介(jie)質中(zhong)，合金和不銹鋼的(de)(de)(de)全(quan)面腐(fu)蝕(shi)性(xing)能也是(shi)(shi)一(yi)重要技術指標，耐全(quan)面腐(fu)蝕(shi)性(xing)能好壞是(shi)(shi)影響(xiang)一(yi)、二回路系統工(gong)作(zuo)介(jie)質污染程度(du)的(de)(de)(de)關鍵(jian)數據。新13號合金在高(gao)溫(wen)水(shui)(shui)中(zhong)的(de)(de)(de)全(quan)面腐(fu)蝕(shi)性(xing)能數據如(ru)下(xia)表，數據表明它的(de)(de)(de)耐全(quan)面腐(fu)蝕(shi)性(xing)能接(jie)近(jin)于18-8、00Cr20Ni32AlTi、0Cr15Ni75Fe,完全(quan)可滿足(zu)壓水(shui)(shui)堆核電站蒸發器對材料(liao)耐全(quan)面腐(fu)蝕(shi)性(xing)能的(de)(de)(de)要求。

  2. 點蝕(shi)

   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(he)金在(zai)(zai)含氯離子和氧(yang)的(de)高溫水中(zhong)（290～316℃）具有(you)良好(hao)的(de)耐力(li)(li)(li)腐(fu)蝕性能，雙(shuang)U型試(shi)樣(yang)經10000小時(shi)靜態(tai)高壓釜試(shi)驗(yan)結果未產生(sheng)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕斷(duan)(duan)裂(lie)。在(zai)(zai)同樣(yang)的(de)試(shi)驗(yan)條(tiao)件下，18-8型不銹鋼在(zai)(zai)短(duan)時(shi)間內產生(sheng)擊穿晶(jing)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕斷(duan)(duan)裂(lie)，耐應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕斷(duan)(duan)裂(lie)性能較(jiao)優的(de)超低(di)碳(tan)型Incloy800 (00Cr20Ni32AlTi)和Inconel600 (0Cr15Ni75Fe)合(he)金也產生(sheng)晶(jing)間型應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕斷(duan)(duan)裂(lie)，其(qi)斷(duan)(duan)裂(lie)壽命隨試(shi)驗(yan)條(tiao)件而異(yi)，前者最長的(de)斷(duan)(duan)裂(lie)時(shi)間為(wei)10000小時(shi)，后(hou)者僅(jin)為(wei)5000小時(shi)。在(zai)(zai)所試(shi)驗(yan)的(de)合(he)金中(zhong)僅(jin)Inconel690 (0Cr30Ni60Fe10）與新13號合(he)金未產生(sheng)斷(duan)(duan)裂(lie)。

   b. 含(han)NaOH的高溫(wen)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 氧的高溫水中， 合(he)金(jin)產(chan)生嚴(yan)重潰爛和點(dian)蝕，而新13號合(he)金(jin)即不(bu)產(chan)生應力腐(fu)蝕，也(ye)不(bu)產(chan)生其他形(xing)式(shi)的局(ju)部(bu)腐(fu)蝕。

   圖 2-2-42 和(he) 圖 2-2-43 的(de)試驗結果表明，新(xin)(xin)13號合(he)(he)金的(de)應力(li)腐(fu)蝕(shi)性(xing)能(neng)可與(yu)Inconel690 (0Cr30Ni60Fe10）相媲美。用新(xin)(xin)13號合(he)(he)金、18-8不(bu)銹鋼(gang)、超低(di)碳(tan)(tan)Incoloy(00Cr20Ni32AlTi)以及Inconel 600等(deng)材料(liao)的(de)管(guan)(guan)材制造(zao)的(de)蒸發器模擬(ni)體，經長(chang)期運行表明新(xin)(xin)13號合(he)(he)金耐蝕(shi)性(xing)（點蝕(shi)、應力(li)腐(fu)蝕(shi)等(deng)）遠(yuan)優于(yu)(yu)18-8不(bu)銹鋼(gang)，也優于(yu)(yu)低(di)碳(tan)(tan)Incoloy800和(he)Inconel600合(he)(he)金，特別(bie)是并不(bu)承受(shou)工作應力(li)的(de)18-8型不(bu)銹鋼(gang)支撐(cheng)管(guan)(guan)的(de)腐(fu)蝕(shi)（SCC、PC等(deng)）破(po)損非常(chang)嚴重。

二(er)、力學性(xing)能(neng)等其他性(xing)能(neng)

    1. 力學性能(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(neng)

     新(xin)13號合金的物理性能見(jian)表 2-2-18 

   3. 熱加工及成型性能   

    新(xin)13號(hao)合(he)金的(de)熱(re)(re)(re)塑性試驗結果見(jian)圖(tu) 2-2-44 和 圖(tu) 2-2-45 。盡管此合(he)金較1Cr18Ni9Ti不(bu)(bu)銹鋼(gang)稍(shao)低，但仍具有良好(hao)的(de)熱(re)(re)(re)變形性能(neng)，易(yi)于熱(re)(re)(re)加工。實(shi)驗室(shi)試驗和生產實(shi)踐表明(ming)，合(he)金適宜(yi)的(de)段(duan)、軋熱(re)(re)(re)加工溫度為1000～1150℃。新(xin)13號(hao)合(he)金易(yi)于冷(leng)加工，其(qi)冷(leng)作硬(ying)化傾向低于1Cr18Ni9Ti，見(jian)圖(tu) 2-2-46 。在設(she)置制造過程中的(de)冷(leng)、熱(re)(re)(re)成(cheng)型性能(neng)類似一般(ban)奧(ao)氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang)，其(qi)蒸發器U型傳熱(re)(re)(re)管中小R者需經消除應力(li)處理(li)。

   4. 焊接性能  

   此(ci)合(he)金可(ke)焊(han)(han)(han)性(xing)(xing)低于18-8不(bu)銹鋼，但當選(xuan)用(yong)的(de)填充金屬合(he)金焊(han)(han)(han)接工藝時可(ke)獲(huo)得滿意的(de)焊(han)(han)(han)接結果。此(ci)合(he)金的(de)抗(kang)裂性(xing)(xing)能(neng)與00Cr20Ni32AlTi和0Cr15Ni75Fe相當。為了獲(huo)得良(liang)好的(de)可(ke)焊(han)(han)(han)性(xing)(xing)并保(bao)證合(he)金的(de)優良(liang)耐應力腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng)，合(he)金中的(de)雜質(zhi)磷量應嚴(yan)加控制。此(ci)合(he)金可(ke)采用(yong)焊(han)(han)(han)接不(bu)銹鋼的(de)通用(yong)方法進行焊(han)(han)(han)接，無特殊(shu)困難(nan)。

   5. 熱處理工藝  

   此合金(jin)熱處(chu)理(li)(li)工藝簡單，經固溶處(chu)理(li)(li)后快冷即(ji)可，但蒸發(fa)器中(zhong)U型傳(chuan)熱管彎曲半徑較大(da)者也(ye)需要進行消除(chu)應力處(chu)理(li)(li)。

三、應用(yong)

  新13號合金耐(nai)(nai)蝕、力學(xue)性能(neng)等(deng)(deng)優良(liang)，熱(re)處理工藝(yi)簡單(dan)，冷、熱(re)加工，焊(han)接等(deng)(deng)工藝(yi)性能(neng)良(liang)好，可以(yi)生(sheng)產(chan)板、管(guan)(guan)、絲(si)、帶、鍛件等(deng)(deng)冶金產(chan)品。此合金主要用(yong)于壓水堆核電廠的(de)(de)蒸汽發生(sheng)器的(de)(de)傳熱(re)管(guan)(guan)，也可用(yong)于化(hua)學(xue)、石化(hua)等(deng)(deng)工業中耐(nai)(nai)應力腐蝕的(de)(de)各(ge)種熱(re)交換器等(deng)(deng)換熱(re)設備。