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NS 1103 (00Cr25Ni35AlTi)

 根據研究鎳、鉻對Ni-Fe-Cr合(he)金(jin)耐(nai)應(ying)(ying)力腐蝕性(xing)能的影響的大量(liang)實驗(yan)結果，國內(nei)20世(shi)紀70年(nian)代發展了(le)一種含(han)氯離子和氧(yang)的高溫(wen)水中耐(nai)應(ying)(ying)力腐蝕性(xing)能優于(yu)18-8型不(bu)銹(xiu)鋼(gang)和00Cr20Ni32Fe（Incoloy 800)、0Cr15Ni75Fe（Inconel 600)的新(xin)合(he)金(jin)（新(xin)13號),此合(he)金(jin)在含(han)1%和10%NaOH的高溫(wen)水中也具有良好的性(xing)能，它(ta)是一種適于(yu)壓水堆核電站蒸(zheng)發器的新(xin)型材料，也適用于(yu)Cr18-Ni8型奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)易產生應(ying)(ying)力腐蝕的化工、石化等環境中的各種熱交(jiao)換器等設備。

一、耐(nai)腐(fu)蝕性能

  1. 全面腐蝕

  在壓(ya)水(shui)堆高(gao)溫水(shui)介(jie)質中，合金(jin)和不銹鋼的(de)全(quan)(quan)(quan)面(mian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)性能(neng)也是(shi)一重要(yao)技術指標，耐(nai)全(quan)(quan)(quan)面(mian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)性能(neng)好壞是(shi)影響一、二回路系統工作介(jie)質污染程度的(de)關鍵數據。新13號合金(jin)在高(gao)溫水(shui)中的(de)全(quan)(quan)(quan)面(mian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)性能(neng)數據如下表，數據表明它的(de)耐(nai)全(quan)(quan)(quan)面(mian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)性能(neng)接近于18-8、00Cr20Ni32AlTi、0Cr15Ni75Fe,完全(quan)(quan)(quan)可滿足(zu)壓(ya)水(shui)堆核電站蒸發器(qi)對(dui)材料耐(nai)全(quan)(quan)(quan)面(mian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)性能(neng)的(de)要(yao)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. 應力腐蝕

   a. 高溫(wen)水  

    新(xin)13號合(he)金在(zai)含氯離子和(he)氧(yang)的高溫水中（290～316℃）具有良好的耐力腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)性能，雙(shuang)U型(xing)(xing)(xing)試樣(yang)經10000小(xiao)時靜態高壓(ya)釜試驗(yan)結果(guo)未(wei)產(chan)(chan)生應(ying)(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)。在(zai)同樣(yang)的試驗(yan)條(tiao)件下，18-8型(xing)(xing)(xing)不銹(xiu)鋼在(zai)短時間(jian)內產(chan)(chan)生擊穿(chuan)晶應(ying)(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)，耐應(ying)(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)性能較(jiao)優的超低碳型(xing)(xing)(xing)Incloy800 (00Cr20Ni32AlTi)和(he)Inconel600 (0Cr15Ni75Fe)合(he)金也產(chan)(chan)生晶間(jian)型(xing)(xing)(xing)應(ying)(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)，其斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)壽命隨試驗(yan)條(tiao)件而異，前者最長的斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)時間(jian)為(wei)10000小(xiao)時，后者僅為(wei)5000小(xiao)時。在(zai)所試驗(yan)的合(he)金中僅Inconel690 (0Cr30Ni60Fe10）與新(xin)13號合(he)金未(wei)產(chan)(chan)生斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)。

   b. 含NaOH的(de)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(yang)的(de)高溫水(shui)中， 合(he)金(jin)產生(sheng)嚴重潰(kui)爛和點蝕(shi)(shi)，而新13號合(he)金(jin)即不(bu)產生(sheng)應力腐蝕(shi)(shi)，也不(bu)產生(sheng)其他形式的(de)局部(bu)腐蝕(shi)(shi)。

   圖(tu) 2-2-42 和(he) 圖(tu) 2-2-43 的試驗(yan)結果(guo)表明(ming)(ming)，新(xin)13號合(he)金的應(ying)力腐蝕(shi)(shi)(shi)性能可(ke)與(yu)Inconel690 (0Cr30Ni60Fe10）相媲美。用(yong)新(xin)13號合(he)金、18-8不銹鋼、超低碳(tan)Incoloy(00Cr20Ni32AlTi)以及Inconel 600等(deng)(deng)材料的管材制造的蒸發器模擬體，經長期(qi)運(yun)行(xing)表明(ming)(ming)新(xin)13號合(he)金耐蝕(shi)(shi)(shi)性（點蝕(shi)(shi)(shi)、應(ying)力腐蝕(shi)(shi)(shi)等(deng)(deng)）遠(yuan)優于(yu)18-8不銹鋼，也優于(yu)低碳(tan)Incoloy800和(he)Inconel600合(he)金，特別(bie)是并不承受(shou)工(gong)作應(ying)力的18-8型不銹鋼支撐管的腐蝕(shi)(shi)(shi)（SCC、PC等(deng)(deng)）破損非常嚴(yan)重。

二、力學性能等其他性能

    1. 力學(xue)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(neng)

     新13號合(he)金的物理性能見(jian)表 2-2-18 

   3. 熱加工及成型(xing)性(xing)能(neng)   

    新(xin)13號合金的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)塑性試(shi)驗結果見圖 2-2-44 和 圖 2-2-45 。盡管(guan)此合金較1Cr18Ni9Ti不銹(xiu)鋼稍(shao)低，但仍具有(you)良(liang)好的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)變形性能(neng)(neng)，易于(yu)熱(re)(re)(re)(re)加(jia)工。實驗室試(shi)驗和生產實踐(jian)表明，合金適宜的(de)(de)段、軋熱(re)(re)(re)(re)加(jia)工溫度為1000～1150℃。新(xin)13號合金易于(yu)冷(leng)加(jia)工，其冷(leng)作硬化傾向低于(yu)1Cr18Ni9Ti，見圖 2-2-46 。在設置(zhi)制造(zao)過程中的(de)(de)冷(leng)、熱(re)(re)(re)(re)成(cheng)型(xing)(xing)性能(neng)(neng)類(lei)似一般(ban)奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼，其蒸發器(qi)U型(xing)(xing)傳熱(re)(re)(re)(re)管(guan)中小R者(zhe)需經消(xiao)除應力處理。

   4. 焊接性能  

   此合金(jin)(jin)可(ke)(ke)焊(han)性低于18-8不銹鋼，但當(dang)選用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)填充金(jin)(jin)屬合金(jin)(jin)焊(han)接(jie)(jie)工藝(yi)時可(ke)(ke)獲(huo)得滿意的(de)(de)焊(han)接(jie)(jie)結果。此合金(jin)(jin)的(de)(de)抗(kang)裂性能(neng)與00Cr20Ni32AlTi和0Cr15Ni75Fe相當(dang)。為(wei)了獲(huo)得良(liang)好(hao)的(de)(de)可(ke)(ke)焊(han)性并保證(zheng)合金(jin)(jin)的(de)(de)優良(liang)耐應力腐(fu)蝕性能(neng)，合金(jin)(jin)中的(de)(de)雜質(zhi)磷量應嚴(yan)加控制。此合金(jin)(jin)可(ke)(ke)采用(yong)(yong)(yong)焊(han)接(jie)(jie)不銹鋼的(de)(de)通用(yong)(yong)(yong)方(fang)法(fa)進行焊(han)接(jie)(jie)，無(wu)特(te)殊困難。

   5. 熱處理(li)工藝  

   此合(he)金熱處理(li)工藝簡單，經(jing)固溶處理(li)后快冷即可，但蒸(zheng)發器中U型傳(chuan)熱管彎曲半徑較大者也需要進行消除(chu)應力處理(li)。

三、應(ying)用

  新(xin)13號合(he)金(jin)(jin)耐(nai)蝕、力學性(xing)能等(deng)優良(liang)，熱(re)處(chu)理工(gong)(gong)藝簡單，冷、熱(re)加工(gong)(gong)，焊(han)接等(deng)工(gong)(gong)藝性(xing)能良(liang)好，可以生產(chan)板(ban)、管、絲、帶、鍛件等(deng)冶金(jin)(jin)產(chan)品。此合(he)金(jin)(jin)主要用于(yu)壓水(shui)堆核(he)電廠的蒸汽發生器(qi)的傳熱(re)管，也(ye)可用于(yu)化學、石化等(deng)工(gong)(gong)業中耐(nai)應(ying)力腐蝕的各種熱(re)交(jiao)換器(qi)等(deng)換熱(re)設備。