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NS 1103 (00Cr25Ni35AlTi)

 根據(ju)研究鎳、鉻對Ni-Fe-Cr合(he)(he)金(jin)耐(nai)應力腐蝕(shi)性能的(de)影(ying)響的(de)大(da)量實驗結果，國(guo)內20世紀(ji)70年代發展了一種(zhong)(zhong)含氯離(li)子和氧的(de)高溫(wen)水(shui)中(zhong)耐(nai)應力腐蝕(shi)性能優(you)于(yu)(yu)18-8型不(bu)銹鋼(gang)和00Cr20Ni32Fe（Incoloy 800)、0Cr15Ni75Fe（Inconel 600)的(de)新(xin)合(he)(he)金(jin)（新(xin)13號),此合(he)(he)金(jin)在含1%和10%NaOH的(de)高溫(wen)水(shui)中(zhong)也(ye)具(ju)有良(liang)好的(de)性能，它(ta)是一種(zhong)(zhong)適(shi)于(yu)(yu)壓水(shui)堆(dui)核(he)電(dian)站蒸發器(qi)的(de)新(xin)型材(cai)料，也(ye)適(shi)用于(yu)(yu)Cr18-Ni8型奧(ao)氏體不(bu)銹鋼(gang)易產生應力腐蝕(shi)的(de)化(hua)工(gong)、石化(hua)等環境中(zhong)的(de)各種(zhong)(zhong)熱交(jiao)換器(qi)等設備。

一、耐腐蝕性能

  1. 全面腐蝕

  在(zai)壓(ya)水堆(dui)(dui)高溫(wen)水介質中(zhong)，合金(jin)和不銹鋼(gang)的全(quan)面腐(fu)(fu)蝕性能(neng)也是一重(zhong)要技術(shu)指(zhi)標，耐全(quan)面腐(fu)(fu)蝕性能(neng)好(hao)壞是影響一、二回路系統工作介質污染程度的關鍵數據。新13號合金(jin)在(zai)高溫(wen)水中(zhong)的全(quan)面腐(fu)(fu)蝕性能(neng)數據如(ru)下表，數據表明(ming)它的耐全(quan)面腐(fu)(fu)蝕性能(neng)接近于18-8、00Cr20Ni32AlTi、0Cr15Ni75Fe,完全(quan)可滿(man)足壓(ya)水堆(dui)(dui)核電站(zhan)蒸發(fa)器對材料(liao)耐全(quan)面腐(fu)(fu)蝕性能(neng)的要求(qiu)。

  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

   a. 高(gao)溫水(shui)  

    新13號合(he)金(jin)(jin)在含氯離子(zi)和(he)氧的(de)(de)(de)高溫水(shui)中（290～316℃）具(ju)有(you)良好(hao)的(de)(de)(de)耐力(li)(li)(li)腐蝕性能，雙U型試樣經10000小(xiao)時(shi)靜態高壓釜試驗結果未產生(sheng)應力(li)(li)(li)腐蝕斷裂。在同樣的(de)(de)(de)試驗條件(jian)下(xia)，18-8型不銹鋼在短時(shi)間(jian)內產生(sheng)擊(ji)穿(chuan)晶(jing)應力(li)(li)(li)腐蝕斷裂，耐應力(li)(li)(li)腐蝕斷裂性能較優的(de)(de)(de)超低(di)碳(tan)型Incloy800 (00Cr20Ni32AlTi)和(he)Inconel600 (0Cr15Ni75Fe)合(he)金(jin)(jin)也產生(sheng)晶(jing)間(jian)型應力(li)(li)(li)腐蝕斷裂，其斷裂壽(shou)命隨(sui)試驗條件(jian)而異，前者最長(chang)的(de)(de)(de)斷裂時(shi)間(jian)為10000小(xiao)時(shi)，后者僅為5000小(xiao)時(shi)。在所試驗的(de)(de)(de)合(he)金(jin)(jin)中僅Inconel690 (0Cr30Ni60Fe10）與新13號合(he)金(jin)(jin)未產生(sheng)斷裂。

   b. 含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(de)高溫(wen)水(shui)中， 合金產(chan)(chan)生嚴(yan)重(zhong)潰爛和點蝕(shi)，而新(xin)13號合金即不產(chan)(chan)生應力(li)腐蝕(shi)，也不產(chan)(chan)生其(qi)他形式的(de)局部(bu)腐蝕(shi)。

   圖 2-2-42 和(he) 圖 2-2-43 的(de)試驗結果表明(ming)，新13號(hao)合(he)金的(de)應力(li)腐(fu)蝕(shi)性(xing)能可(ke)與Inconel690 (0Cr30Ni60Fe10）相媲美(mei)。用新13號(hao)合(he)金、18-8不(bu)銹鋼(gang)(gang)、超低碳(tan)Incoloy(00Cr20Ni32AlTi)以及Inconel 600等(deng)材料的(de)管材制造(zao)的(de)蒸發器模(mo)擬體，經長期(qi)運行表明(ming)新13號(hao)合(he)金耐蝕(shi)性(xing)（點蝕(shi)、應力(li)腐(fu)蝕(shi)等(deng)）遠優(you)于(yu)18-8不(bu)銹鋼(gang)(gang)，也優(you)于(yu)低碳(tan)Incoloy800和(he)Inconel600合(he)金，特別是并(bing)不(bu)承(cheng)受(shou)工(gong)作(zuo)應力(li)的(de)18-8型不(bu)銹鋼(gang)(gang)支撐(cheng)管的(de)腐(fu)蝕(shi)（SCC、PC等(deng)）破損非常嚴重。

二、力(li)學性能(neng)等其(qi)他性能(neng)

    1. 力學性(xing)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號合金的物(wu)理性能見表(biao) 2-2-18 

   3. 熱加工(gong)及成型性能   

    新13號合金(jin)的(de)(de)熱(re)塑性(xing)試驗結果見圖 2-2-44 和 圖 2-2-45 。盡管此合金(jin)較1Cr18Ni9Ti不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)稍低(di)，但仍(reng)具(ju)有良(liang)好的(de)(de)熱(re)變形性(xing)能，易于熱(re)加(jia)工。實(shi)驗室試驗和生產實(shi)踐表明，合金(jin)適宜的(de)(de)段、軋熱(re)加(jia)工溫度(du)為1000～1150℃。新13號合金(jin)易于冷加(jia)工，其(qi)冷作硬化傾向(xiang)低(di)于1Cr18Ni9Ti，見圖 2-2-46 。在(zai)設置(zhi)制造過程(cheng)中的(de)(de)冷、熱(re)成型性(xing)能類(lei)似(si)一般奧氏(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)，其(qi)蒸(zheng)發器U型傳熱(re)管中小(xiao)R者需經消除應力(li)處理(li)。

   4. 焊接性(xing)能  

   此(ci)合(he)金(jin)(jin)可(ke)焊(han)性低于(yu)18-8不(bu)銹(xiu)鋼，但當選用(yong)的(de)填充金(jin)(jin)屬(shu)合(he)金(jin)(jin)焊(han)接工藝時可(ke)獲得滿意的(de)焊(han)接結果。此(ci)合(he)金(jin)(jin)的(de)抗裂(lie)性能與(yu)00Cr20Ni32AlTi和(he)0Cr15Ni75Fe相當。為了獲得良(liang)(liang)好(hao)的(de)可(ke)焊(han)性并保證合(he)金(jin)(jin)的(de)優良(liang)(liang)耐應力腐(fu)蝕(shi)性能，合(he)金(jin)(jin)中的(de)雜質(zhi)磷量(liang)應嚴加控制。此(ci)合(he)金(jin)(jin)可(ke)采用(yong)焊(han)接不(bu)銹(xiu)鋼的(de)通用(yong)方法進行焊(han)接，無特殊困(kun)難(nan)。

   5. 熱處理工藝  

   此合金(jin)熱(re)處理工藝簡單，經(jing)固溶處理后快冷即可，但蒸發器中U型(xing)傳(chuan)熱(re)管彎曲半徑較大者也需(xu)要進行消除應(ying)力處理。

三(san)、應用

  新(xin)13號合(he)金(jin)耐蝕、力學(xue)性能等優良(liang)，熱處理(li)工(gong)藝簡單，冷、熱加工(gong)，焊接(jie)等工(gong)藝性能良(liang)好，可以(yi)生產板、管(guan)、絲、帶、鍛件(jian)等冶金(jin)產品。此合(he)金(jin)主要用(yong)(yong)于壓水堆核電(dian)廠的蒸汽(qi)發生器(qi)(qi)的傳熱管(guan)，也可用(yong)(yong)于化學(xue)、石化等工(gong)業中耐應力腐蝕的各種(zhong)熱交換器(qi)(qi)等換熱設備。