
耐(nai)蝕合(he)金主要是指鐵(tie)鎳基(ji)耐(nai)蝕合(he)金 Ni≥30% ,Ni+Fe≥60% ,和鎳基(ji)耐(nai)蝕合(he)金 Ni≥50% 。
根(gen)據研(yan)究鎳、鉻對Ni-Fe-Cr合金耐(nai)應力腐(fu)蝕(shi)性(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)影(ying)響的(de)(de)(de)大量實驗結果,國內20世紀70年(nian)代發(fa)展(zhan)了一種含氯(lv)離子和氧的(de)(de)(de)高(gao)溫水中耐(nai)應力腐(fu)蝕(shi)性(xing)能(neng)(neng)優于(yu)(yu)18-8型不銹鋼和00Cr20Ni32Fe(Incoloy 800)、0Cr15Ni75Fe(Inconel 600)的(de)(de)(de)新(xin)合金(新(xin)13號(hao)),此合金在含1%和10%NaOH的(de)(de)(de)高(gao)溫水中也(ye)具有良好(hao)的(de)(de)(de)性(xing)能(neng)(neng),它是一種適于(yu)(yu)壓水堆(dui)核電站蒸發(fa)器(qi)的(de)(de)(de)新(xin)型材(cai)料,也(ye)適用于(yu)(yu)Cr18-Ni8型奧氏(shi)體不銹鋼易(yi)產(chan)生應力腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)化工、石化等(deng)環境中的(de)(de)(de)各(ge)種熱交換器(qi)等(deng)設備(bei)。


一、耐腐蝕(shi)性能(neng)
1. 全面腐蝕
在壓(ya)水堆高(gao)溫水介質中,合(he)金和(he)不銹鋼(gang)的(de)(de)全(quan)(quan)面(mian)(mian)(mian)腐蝕(shi)(shi)性能(neng)(neng)(neng)也是一重(zhong)要(yao)技術指標,耐(nai)全(quan)(quan)面(mian)(mian)(mian)腐蝕(shi)(shi)性能(neng)(neng)(neng)好壞是影響一、二(er)回路系統(tong)工作(zuo)介質污染(ran)程度的(de)(de)關鍵數(shu)(shu)據。新13號合(he)金在高(gao)溫水中的(de)(de)全(quan)(quan)面(mian)(mian)(mian)腐蝕(shi)(shi)性能(neng)(neng)(neng)數(shu)(shu)據如下表(biao),數(shu)(shu)據表(biao)明它的(de)(de)耐(nai)全(quan)(quan)面(mian)(mian)(mian)腐蝕(shi)(shi)性能(neng)(neng)(neng)接(jie)近于18-8、00Cr20Ni32AlTi、0Cr15Ni75Fe,完全(quan)(quan)可滿足壓(ya)水堆核電站蒸發器(qi)對(dui)材(cai)料耐(nai)全(quan)(quan)面(mian)(mian)(mian)腐蝕(shi)(shi)性能(neng)(neng)(neng)的(de)(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. 高溫水
新13號(hao)合(he)金(jin)(jin)(jin)在含氯(lv)離子(zi)和氧(yang)的(de)高溫(wen)水中(290~316℃)具有良好(hao)的(de)耐力腐蝕(shi)性(xing)能,雙U型試(shi)(shi)樣(yang)(yang)經10000小(xiao)時(shi)靜態高壓釜試(shi)(shi)驗結果未產生(sheng)應力腐蝕(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)。在同樣(yang)(yang)的(de)試(shi)(shi)驗條件(jian)下,18-8型不銹鋼在短時(shi)間(jian)內(nei)產生(sheng)擊穿晶(jing)應力腐蝕(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie),耐應力腐蝕(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)性(xing)能較優的(de)超(chao)低碳型Incloy800 (00Cr20Ni32AlTi)和Inconel600 (0Cr15Ni75Fe)合(he)金(jin)(jin)(jin)也產生(sheng)晶(jing)間(jian)型應力腐蝕(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie),其斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)壽命隨試(shi)(shi)驗條件(jian)而異,前者最長的(de)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)時(shi)間(jian)為(wei)(wei)10000小(xiao)時(shi),后者僅為(wei)(wei)5000小(xiao)時(shi)。在所試(shi)(shi)驗的(de)合(he)金(jin)(jin)(jin)中僅Inconel690 (0Cr30Ni60Fe10)與新13號(hao)合(he)金(jin)(jin)(jin)未產生(sheng)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)。

b. 含(han)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(de)高溫水中(zhong), 合金(jin)產生嚴重潰(kui)爛和點(dian)蝕(shi)(shi),而(er)新13號(hao)合金(jin)即不(bu)(bu)產生應(ying)力腐蝕(shi)(shi),也不(bu)(bu)產生其他形(xing)式的(de)局部腐蝕(shi)(shi)。

圖(tu)(tu) 2-2-42 和 圖(tu)(tu) 2-2-43 的(de)試(shi)驗結果(guo)表明,新(xin)13號合金的(de)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕性(xing)能可與Inconel690 (0Cr30Ni60Fe10)相媲美。用新(xin)13號合金、18-8不(bu)銹鋼(gang)、超低碳(tan)Incoloy(00Cr20Ni32AlTi)以及(ji)Inconel 600等(deng)材(cai)料(liao)的(de)管材(cai)制造的(de)蒸發器(qi)模擬體,經長期運行表明新(xin)13號合金耐蝕性(xing)(點(dian)蝕、應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕等(deng))遠優于18-8不(bu)銹鋼(gang),也優于低碳(tan)Incoloy800和Inconel600合金,特別(bie)是并(bing)不(bu)承受工作應(ying)(ying)力(li)的(de)18-8型不(bu)銹鋼(gang)支撐管的(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(SCC、PC等(deng))破損非(fei)常(chang)嚴重(zhong)。
二、力學性(xing)能等其他(ta)性(xing)能
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(xin)13號合(he)金的物理(li)性能(neng)見表 2-2-18

3. 熱加工及成型性能
新(xin)13號合(he)金(jin)的(de)熱(re)塑性(xing)試驗結果見圖(tu) 2-2-44 和 圖(tu) 2-2-45 。盡管(guan)此合(he)金(jin)較1Cr18Ni9Ti不銹鋼(gang)稍(shao)低,但(dan)仍具(ju)有良(liang)好的(de)熱(re)變形性(xing)能(neng),易于熱(re)加工。實驗室試驗和生(sheng)產實踐表明,合(he)金(jin)適宜的(de)段、軋熱(re)加工溫度為1000~1150℃。新(xin)13號合(he)金(jin)易于冷加工,其(qi)冷作硬化傾向低于1Cr18Ni9Ti,見圖(tu) 2-2-46 。在(zai)設置(zhi)制造過程中的(de)冷、熱(re)成型性(xing)能(neng)類(lei)似一般(ban)奧氏體不銹鋼(gang),其(qi)蒸發(fa)器U型傳熱(re)管(guan)中小R者需(xu)經(jing)消除(chu)應力處(chu)理。



4. 焊接性能
此(ci)(ci)合(he)金(jin)可焊(han)(han)性低于18-8不銹鋼,但當(dang)選(xuan)用的(de)(de)(de)填充(chong)金(jin)屬合(he)金(jin)焊(han)(han)接(jie)(jie)工(gong)藝(yi)時可獲得(de)(de)滿(man)意的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)結果(guo)。此(ci)(ci)合(he)金(jin)的(de)(de)(de)抗裂性能(neng)與00Cr20Ni32AlTi和0Cr15Ni75Fe相(xiang)當(dang)。為了獲得(de)(de)良好的(de)(de)(de)可焊(han)(han)性并(bing)保(bao)證(zheng)合(he)金(jin)的(de)(de)(de)優良耐應力腐蝕(shi)性能(neng),合(he)金(jin)中(zhong)的(de)(de)(de)雜質磷量應嚴(yan)加控制。此(ci)(ci)合(he)金(jin)可采(cai)用焊(han)(han)接(jie)(jie)不銹鋼的(de)(de)(de)通用方法進行焊(han)(han)接(jie)(jie),無特殊困難。
5. 熱處理工藝
此合金熱(re)處(chu)理(li)工藝簡單,經固溶處(chu)理(li)后快(kuai)冷即可(ke),但蒸發器中U型傳熱(re)管彎曲半徑較大者也(ye)需(xu)要進行消除應力處(chu)理(li)。
三、應(ying)用
新13號合(he)金耐(nai)(nai)蝕(shi)、力(li)學性(xing)能(neng)(neng)等(deng)(deng)優良,熱(re)處理工藝(yi)簡(jian)單,冷、熱(re)加工,焊接等(deng)(deng)工藝(yi)性(xing)能(neng)(neng)良好(hao),可(ke)以生產板、管(guan)、絲、帶、鍛件(jian)等(deng)(deng)冶金產品。此(ci)合(he)金主要用于壓水堆核(he)電廠(chang)的蒸汽發生器的傳熱(re)管(guan),也可(ke)用于化(hua)學、石化(hua)等(deng)(deng)工業中耐(nai)(nai)應力(li)腐(fu)蝕(shi)的各種熱(re)交換器等(deng)(deng)換熱(re)設備。
