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NS 1103 (00Cr25Ni35AlTi)

 根據研究(jiu)鎳、鉻對(dui)Ni-Fe-Cr合(he)金耐應(ying)力腐蝕(shi)性能的(de)(de)影響(xiang)的(de)(de)大量(liang)實驗結果(guo)，國內20世紀70年代發展了一種(zhong)含氯離子和(he)(he)氧的(de)(de)高溫水(shui)中(zhong)耐應(ying)力腐蝕(shi)性能優于(yu)18-8型不(bu)銹鋼(gang)和(he)(he)00Cr20Ni32Fe（Incoloy 800)、0Cr15Ni75Fe（Inconel 600)的(de)(de)新合(he)金（新13號),此合(he)金在含1%和(he)(he)10%NaOH的(de)(de)高溫水(shui)中(zhong)也(ye)具(ju)有良好的(de)(de)性能，它是一種(zhong)適于(yu)壓水(shui)堆核電站蒸發器的(de)(de)新型材料(liao)，也(ye)適用于(yu)Cr18-Ni8型奧氏體不(bu)銹鋼(gang)易產生應(ying)力腐蝕(shi)的(de)(de)化工、石化等(deng)環境中(zhong)的(de)(de)各種(zhong)熱交換(huan)器等(deng)設備。

一(yi)、耐腐蝕性能

  1. 全面腐蝕

  在(zai)壓水堆高(gao)溫水介(jie)質中，合(he)金和(he)不銹鋼的全(quan)面(mian)腐(fu)(fu)蝕性能(neng)也是一重(zhong)要技術指標，耐(nai)全(quan)面(mian)腐(fu)(fu)蝕性能(neng)好壞是影響一、二回路系統工作介(jie)質污(wu)染程(cheng)度的關鍵數(shu)據。新(xin)13號合(he)金在(zai)高(gao)溫水中的全(quan)面(mian)腐(fu)(fu)蝕性能(neng)數(shu)據如下表(biao)，數(shu)據表(biao)明它的耐(nai)全(quan)面(mian)腐(fu)(fu)蝕性能(neng)接近于18-8、00Cr20Ni32AlTi、0Cr15Ni75Fe,完(wan)全(quan)可(ke)滿足壓水堆核電站蒸發(fa)器對材料耐(nai)全(quan)面(mian)腐(fu)(fu)蝕性能(neng)的要求。

  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(ying)力腐(fu)蝕

   a. 高(gao)溫水  

    新13號合金(jin)在(zai)(zai)含氯(lv)離子(zi)和氧的(de)(de)高溫水中（290～316℃）具有良好的(de)(de)耐力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕性能(neng)，雙U型試(shi)樣經(jing)10000小時靜態高壓釜試(shi)驗(yan)結果未(wei)產生應力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕斷(duan)(duan)裂(lie)。在(zai)(zai)同樣的(de)(de)試(shi)驗(yan)條(tiao)件(jian)下，18-8型不銹鋼在(zai)(zai)短時間(jian)(jian)內產生擊穿晶應力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕斷(duan)(duan)裂(lie)，耐應力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕斷(duan)(duan)裂(lie)性能(neng)較(jiao)優的(de)(de)超低碳型Incloy800 (00Cr20Ni32AlTi)和Inconel600 (0Cr15Ni75Fe)合金(jin)也產生晶間(jian)(jian)型應力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕斷(duan)(duan)裂(lie)，其斷(duan)(duan)裂(lie)壽(shou)命隨試(shi)驗(yan)條(tiao)件(jian)而異，前者最長的(de)(de)斷(duan)(duan)裂(lie)時間(jian)(jian)為10000小時，后者僅為5000小時。在(zai)(zai)所(suo)試(shi)驗(yan)的(de)(de)合金(jin)中僅Inconel690 (0Cr30Ni60Fe10）與(yu)新13號合金(jin)未(wei)產生斷(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(wen)水(shui)中， 合金產(chan)生嚴重潰爛和點(dian)蝕，而新13號合金即(ji)不產(chan)生應(ying)力(li)腐蝕，也不產(chan)生其他(ta)形(xing)式(shi)的局部腐蝕。

   圖 2-2-42 和 圖 2-2-43 的(de)(de)試驗結果表(biao)明，新13號合(he)金的(de)(de)應力(li)腐蝕性(xing)能可與Inconel690 (0Cr30Ni60Fe10）相媲(pi)美。用新13號合(he)金、18-8不(bu)銹鋼(gang)、超(chao)低碳Incoloy(00Cr20Ni32AlTi)以及Inconel 600等材料的(de)(de)管材制造的(de)(de)蒸發器模擬體，經(jing)長期運行表(biao)明新13號合(he)金耐蝕性(xing)（點蝕、應力(li)腐蝕等）遠優(you)于18-8不(bu)銹鋼(gang)，也優(you)于低碳Incoloy800和Inconel600合(he)金，特別是并不(bu)承受工(gong)作應力(li)的(de)(de)18-8型不(bu)銹鋼(gang)支撐管的(de)(de)腐蝕（SCC、PC等）破損非(fei)常嚴重。

二、力學性(xing)能(neng)等(deng)其他性(xing)能(neng)

    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13號合金的(de)物理(li)性能見表 2-2-18 

   3. 熱加(jia)工及成型性(xing)能(neng)   

    新13號合金的(de)熱(re)塑性試驗結果見(jian)圖 2-2-44 和(he) 圖 2-2-45 。盡管(guan)此(ci)合金較1Cr18Ni9Ti不銹(xiu)鋼稍低，但仍(reng)具有良好(hao)的(de)熱(re)變形性能，易于(yu)(yu)熱(re)加(jia)工。實驗室試驗和(he)生產實踐表明，合金適宜(yi)的(de)段、軋熱(re)加(jia)工溫度為1000～1150℃。新13號合金易于(yu)(yu)冷(leng)加(jia)工，其冷(leng)作(zuo)硬化傾向低于(yu)(yu)1Cr18Ni9Ti，見(jian)圖 2-2-46 。在(zai)設置制(zhi)造(zao)過程(cheng)中的(de)冷(leng)、熱(re)成(cheng)型(xing)性能類似一般(ban)奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼，其蒸發器U型(xing)傳熱(re)管(guan)中小R者需經消除應(ying)力處理。

   4. 焊接性能(neng)  

   此合(he)金(jin)(jin)可(ke)(ke)焊(han)性(xing)低于(yu)18-8不銹鋼，但(dan)當選(xuan)用的(de)(de)填充(chong)金(jin)(jin)屬合(he)金(jin)(jin)焊(han)接(jie)工(gong)藝(yi)時可(ke)(ke)獲(huo)得滿意的(de)(de)焊(han)接(jie)結果(guo)。此合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)抗裂性(xing)能與00Cr20Ni32AlTi和0Cr15Ni75Fe相當。為了獲(huo)得良好的(de)(de)可(ke)(ke)焊(han)性(xing)并保證合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)優(you)良耐(nai)應(ying)力腐蝕性(xing)能，合(he)金(jin)(jin)中(zhong)的(de)(de)雜質磷量應(ying)嚴加控制。此合(he)金(jin)(jin)可(ke)(ke)采(cai)用焊(han)接(jie)不銹鋼的(de)(de)通用方法進行焊(han)接(jie)，無特殊(shu)困難。

   5. 熱處理(li)工藝  

   此合金熱(re)處理(li)工藝簡單，經固(gu)溶處理(li)后快冷即可，但蒸發器中U型傳熱(re)管彎曲(qu)半(ban)徑較大(da)者也需要進行消除應力處理(li)。

三、應用

  新(xin)13號合(he)金(jin)耐蝕、力學性(xing)能等(deng)優良(liang)，熱(re)處(chu)理工(gong)藝(yi)簡單(dan)，冷、熱(re)加工(gong)，焊接(jie)等(deng)工(gong)藝(yi)性(xing)能良(liang)好，可以生(sheng)產板、管、絲(si)、帶、鍛件(jian)等(deng)冶金(jin)產品。此合(he)金(jin)主要(yao)用于(yu)壓水(shui)堆核電(dian)廠的蒸(zheng)汽發生(sheng)器的傳熱(re)管，也可用于(yu)化(hua)學、石化(hua)等(deng)工(gong)業中耐應力腐蝕的各(ge)種熱(re)交換器等(deng)換熱(re)設備(bei)。