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NS 1103 (00Cr25Ni35AlTi)

 根據研究鎳、鉻對Ni-Fe-Cr合金耐應(ying)力腐(fu)蝕性能(neng)的(de)(de)(de)影響的(de)(de)(de)大量(liang)實驗(yan)結果，國內20世紀70年代(dai)發展了一種含氯(lv)離(li)子和氧的(de)(de)(de)高溫水(shui)(shui)中耐應(ying)力腐(fu)蝕性能(neng)優于(yu)(yu)(yu)18-8型不(bu)銹鋼和00Cr20Ni32Fe（Incoloy 800)、0Cr15Ni75Fe（Inconel 600)的(de)(de)(de)新(xin)(xin)合金（新(xin)(xin)13號),此(ci)合金在含1%和10%NaOH的(de)(de)(de)高溫水(shui)(shui)中也具有良好的(de)(de)(de)性能(neng)，它(ta)是一種適于(yu)(yu)(yu)壓水(shui)(shui)堆核(he)電站蒸發器的(de)(de)(de)新(xin)(xin)型材料，也適用于(yu)(yu)(yu)Cr18-Ni8型奧(ao)氏體不(bu)銹鋼易(yi)產(chan)生應(ying)力腐(fu)蝕的(de)(de)(de)化工(gong)、石化等環境中的(de)(de)(de)各種熱(re)交換器等設備(bei)。

一、耐腐蝕性(xing)能

  1. 全面腐蝕

  在壓水堆(dui)高(gao)溫水介質中，合金和不銹鋼的(de)全(quan)面腐(fu)蝕(shi)性(xing)能(neng)也是一(yi)重要技術指(zhi)標，耐全(quan)面腐(fu)蝕(shi)性(xing)能(neng)好壞是影響一(yi)、二回(hui)路系統工作(zuo)介質污染(ran)程度的(de)關鍵數(shu)(shu)據(ju)。新13號合金在高(gao)溫水中的(de)全(quan)面腐(fu)蝕(shi)性(xing)能(neng)數(shu)(shu)據(ju)如(ru)下表，數(shu)(shu)據(ju)表明(ming)它的(de)耐全(quan)面腐(fu)蝕(shi)性(xing)能(neng)接近于18-8、00Cr20Ni32AlTi、0Cr15Ni75Fe,完全(quan)可(ke)滿足壓水堆(dui)核電站蒸發(fa)器對材料耐全(quan)面腐(fu)蝕(shi)性(xing)能(neng)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(shi)

   a. 高溫水  

    新13號合金在(zai)含氯離子和氧(yang)的(de)(de)高溫(wen)水中（290～316℃）具有良好的(de)(de)耐力腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)性能(neng)，雙U型(xing)試(shi)樣經10000小(xiao)時靜態高壓釜試(shi)驗(yan)(yan)結(jie)果未產生(sheng)應(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)斷(duan)裂(lie)(lie)。在(zai)同樣的(de)(de)試(shi)驗(yan)(yan)條(tiao)件下，18-8型(xing)不銹(xiu)鋼在(zai)短時間內產生(sheng)擊穿晶應(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)斷(duan)裂(lie)(lie)，耐應(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)斷(duan)裂(lie)(lie)性能(neng)較優的(de)(de)超低碳型(xing)Incloy800 (00Cr20Ni32AlTi)和Inconel600 (0Cr15Ni75Fe)合金也產生(sheng)晶間型(xing)應(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)斷(duan)裂(lie)(lie)，其斷(duan)裂(lie)(lie)壽(shou)命隨試(shi)驗(yan)(yan)條(tiao)件而(er)異，前(qian)者最長的(de)(de)斷(duan)裂(lie)(lie)時間為10000小(xiao)時，后者僅(jin)為5000小(xiao)時。在(zai)所(suo)試(shi)驗(yan)(yan)的(de)(de)合金中僅(jin)Inconel690 (0Cr30Ni60Fe10）與(yu)新13號合金未產生(sheng)斷(duan)裂(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 氧的(de)(de)高溫水中， 合(he)金(jin)(jin)產(chan)生嚴重潰爛和點蝕，而新13號合(he)金(jin)(jin)即(ji)不產(chan)生應力腐蝕，也(ye)不產(chan)生其他形式的(de)(de)局部腐蝕。

   圖 2-2-42 和 圖 2-2-43 的(de)試驗結果表明，新13號合金(jin)的(de)應力腐蝕性(xing)能可與(yu)Inconel690 (0Cr30Ni60Fe10）相媲美。用新13號合金(jin)、18-8不銹鋼、超低碳(tan)Incoloy(00Cr20Ni32AlTi)以(yi)及Inconel 600等(deng)材料的(de)管(guan)材制造的(de)蒸發器模擬體，經長期(qi)運行表明新13號合金(jin)耐蝕性(xing)（點蝕、應力腐蝕等(deng)）遠優于(yu)18-8不銹鋼，也優于(yu)低碳(tan)Incoloy800和Inconel600合金(jin)，特(te)別是并不承受(shou)工作(zuo)應力的(de)18-8型不銹鋼支撐管(guan)的(de)腐蝕（SCC、PC等(deng)）破損(sun)非常嚴重。

二、力(li)學(xue)性能(neng)等其他(ta)性能(neng)

    1. 力(li)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(wu)理性能

     新13號合金的物理性能見(jian)表 2-2-18 

   3. 熱加工及成型(xing)性能(neng)   

    新13號(hao)合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)熱(re)塑性(xing)試(shi)驗(yan)結果(guo)見圖(tu) 2-2-44 和 圖(tu) 2-2-45 。盡(jin)管(guan)(guan)此(ci)合(he)(he)金(jin)(jin)較1Cr18Ni9Ti不(bu)銹(xiu)鋼稍低，但仍具有良好的(de)(de)熱(re)變(bian)形性(xing)能(neng)，易于(yu)(yu)熱(re)加工。實驗(yan)室試(shi)驗(yan)和生產(chan)實踐表明，合(he)(he)金(jin)(jin)適宜的(de)(de)段、軋(ya)熱(re)加工溫度為1000～1150℃。新13號(hao)合(he)(he)金(jin)(jin)易于(yu)(yu)冷加工，其(qi)冷作硬化傾向(xiang)低于(yu)(yu)1Cr18Ni9Ti，見圖(tu) 2-2-46 。在設置(zhi)制造(zao)過程中的(de)(de)冷、熱(re)成型性(xing)能(neng)類似一(yi)般奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼，其(qi)蒸發器U型傳(chuan)熱(re)管(guan)(guan)中小R者需經消除應力(li)處(chu)理。

   4. 焊(han)接性能  

   此合金(jin)可焊(han)性(xing)(xing)低于(yu)18-8不銹(xiu)鋼(gang)，但當選(xuan)用的(de)(de)填充金(jin)屬合金(jin)焊(han)接(jie)工(gong)藝(yi)時可獲得滿(man)意的(de)(de)焊(han)接(jie)結果。此合金(jin)的(de)(de)抗裂性(xing)(xing)能(neng)與(yu)00Cr20Ni32AlTi和0Cr15Ni75Fe相當。為(wei)了獲得良好(hao)的(de)(de)可焊(han)性(xing)(xing)并保證合金(jin)的(de)(de)優(you)良耐應力腐蝕性(xing)(xing)能(neng)，合金(jin)中的(de)(de)雜質(zhi)磷(lin)量(liang)應嚴加控制(zhi)。此合金(jin)可采用焊(han)接(jie)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)通用方(fang)法進行焊(han)接(jie)，無特(te)殊困難。

   5. 熱(re)處(chu)理工藝  

   此合金熱處(chu)理(li)(li)工藝簡(jian)單，經固溶處(chu)理(li)(li)后快冷即可，但蒸發(fa)器(qi)中U型傳熱管彎曲半徑較(jiao)大者也需要進(jin)行(xing)消除應力處(chu)理(li)(li)。

三、應用

  新13號合金(jin)(jin)耐蝕(shi)、力學性(xing)能(neng)等(deng)優良(liang)，熱(re)(re)處理工(gong)(gong)藝(yi)簡(jian)單，冷、熱(re)(re)加工(gong)(gong)，焊接等(deng)工(gong)(gong)藝(yi)性(xing)能(neng)良(liang)好(hao)，可(ke)以(yi)生(sheng)產(chan)板(ban)、管(guan)、絲、帶、鍛件等(deng)冶金(jin)(jin)產(chan)品。此合金(jin)(jin)主要用于(yu)壓水堆核電廠的(de)蒸汽發生(sheng)器的(de)傳熱(re)(re)管(guan)，也可(ke)用于(yu)化(hua)(hua)學、石(shi)化(hua)(hua)等(deng)工(gong)(gong)業中耐應力腐蝕(shi)的(de)各種熱(re)(re)交換器等(deng)換熱(re)(re)設備。