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NS 1103 (00Cr25Ni35AlTi)

 根據研究(jiu)鎳、鉻對Ni-Fe-Cr合(he)金耐應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)性能(neng)的(de)(de)影響(xiang)的(de)(de)大量實驗(yan)結果，國內20世紀70年代發展(zhan)了一(yi)種含(han)氯離子(zi)和(he)氧(yang)的(de)(de)高溫水(shui)(shui)中耐應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)性能(neng)優于(yu)18-8型不(bu)銹鋼和(he)00Cr20Ni32Fe（Incoloy 800)、0Cr15Ni75Fe（Inconel 600)的(de)(de)新(xin)(xin)合(he)金（新(xin)(xin)13號(hao)),此合(he)金在含(han)1%和(he)10%NaOH的(de)(de)高溫水(shui)(shui)中也(ye)具有良好(hao)的(de)(de)性能(neng)，它是(shi)一(yi)種適于(yu)壓水(shui)(shui)堆核電站蒸發器的(de)(de)新(xin)(xin)型材料(liao)，也(ye)適用于(yu)Cr18-Ni8型奧氏體不(bu)銹鋼易產生應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)化工、石(shi)化等(deng)環境中的(de)(de)各(ge)種熱交換器等(deng)設備。

一、耐腐(fu)蝕性能(neng)

  1. 全面腐蝕

  在壓(ya)水堆(dui)高溫水介質(zhi)中(zhong)，合金和不銹鋼的(de)全(quan)面(mian)腐(fu)蝕(shi)性(xing)能(neng)也是一(yi)重要技(ji)術指(zhi)標，耐(nai)全(quan)面(mian)腐(fu)蝕(shi)性(xing)能(neng)好壞是影響一(yi)、二回(hui)路(lu)系(xi)統工(gong)作介質(zhi)污染程(cheng)度的(de)關鍵數(shu)據(ju)(ju)。新13號合金在高溫水中(zhong)的(de)全(quan)面(mian)腐(fu)蝕(shi)性(xing)能(neng)數(shu)據(ju)(ju)如下表(biao)，數(shu)據(ju)(ju)表(biao)明它的(de)耐(nai)全(quan)面(mian)腐(fu)蝕(shi)性(xing)能(neng)接近(jin)于(yu)18-8、00Cr20Ni32AlTi、0Cr15Ni75Fe,完(wan)全(quan)可(ke)滿足(zu)壓(ya)水堆(dui)核電站蒸發(fa)器對材料耐(nai)全(quan)面(mian)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(jian)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(wen)水(shui)  

    新(xin)13號合(he)金在(zai)含氯離(li)子和氧的(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)水中（290～316℃）具有良好的(de)(de)(de)(de)耐力腐(fu)蝕性(xing)能，雙U型(xing)試(shi)樣經10000小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)靜態高(gao)(gao)壓釜試(shi)驗結果未產(chan)生(sheng)應力腐(fu)蝕斷(duan)(duan)裂。在(zai)同(tong)樣的(de)(de)(de)(de)試(shi)驗條(tiao)件下(xia)，18-8型(xing)不(bu)銹鋼在(zai)短時(shi)(shi)間內(nei)產(chan)生(sheng)擊穿晶(jing)應力腐(fu)蝕斷(duan)(duan)裂，耐應力腐(fu)蝕斷(duan)(duan)裂性(xing)能較優的(de)(de)(de)(de)超低碳型(xing)Incloy800 (00Cr20Ni32AlTi)和Inconel600 (0Cr15Ni75Fe)合(he)金也產(chan)生(sheng)晶(jing)間型(xing)應力腐(fu)蝕斷(duan)(duan)裂，其(qi)斷(duan)(duan)裂壽命隨試(shi)驗條(tiao)件而異(yi)，前者(zhe)最長的(de)(de)(de)(de)斷(duan)(duan)裂時(shi)(shi)間為10000小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)，后者(zhe)僅為5000小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)。在(zai)所試(shi)驗的(de)(de)(de)(de)合(he)金中僅Inconel690 (0Cr30Ni60Fe10）與新(xin)13號合(he)金未產(chan)生(sheng)斷(duan)(duan)裂。

   b. 含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(yang)的高溫水中， 合金(jin)(jin)產生嚴重潰爛和點蝕(shi)，而新13號合金(jin)(jin)即不(bu)(bu)產生應力腐蝕(shi)，也不(bu)(bu)產生其他形(xing)式的局部腐蝕(shi)。

   圖 2-2-42 和 圖 2-2-43 的(de)(de)(de)(de)試驗結果表明，新13號(hao)合(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)應(ying)力腐蝕(shi)性(xing)能(neng)可與Inconel690 (0Cr30Ni60Fe10）相(xiang)媲美(mei)。用新13號(hao)合(he)金(jin)、18-8不(bu)(bu)銹鋼、超(chao)低(di)碳Incoloy(00Cr20Ni32AlTi)以及Inconel 600等(deng)材(cai)料的(de)(de)(de)(de)管材(cai)制造的(de)(de)(de)(de)蒸發器模擬體，經(jing)長(chang)期(qi)運行表明新13號(hao)合(he)金(jin)耐(nai)蝕(shi)性(xing)（點(dian)蝕(shi)、應(ying)力腐蝕(shi)等(deng)）遠優于18-8不(bu)(bu)銹鋼，也優于低(di)碳Incoloy800和Inconel600合(he)金(jin)，特別(bie)是并不(bu)(bu)承受工(gong)作(zuo)應(ying)力的(de)(de)(de)(de)18-8型不(bu)(bu)銹鋼支(zhi)撐管的(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)（SCC、PC等(deng)）破損(sun)非常嚴重。

二、力學性能等(deng)其他性能

    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(li)性(xing)能

     新13號(hao)合金的物理(li)性(xing)能見(jian)表 2-2-18 

   3. 熱加工(gong)及成型性能(neng)   

    新13號合(he)金的熱(re)(re)(re)塑性(xing)試驗結(jie)果見圖(tu)(tu) 2-2-44 和(he) 圖(tu)(tu) 2-2-45 。盡管此合(he)金較(jiao)1Cr18Ni9Ti不(bu)銹(xiu)鋼稍低，但仍具有(you)良好的熱(re)(re)(re)變形性(xing)能(neng)，易(yi)于熱(re)(re)(re)加工(gong)。實(shi)驗室試驗和(he)生產實(shi)踐(jian)表(biao)明，合(he)金適宜的段、軋熱(re)(re)(re)加工(gong)溫度為1000～1150℃。新13號合(he)金易(yi)于冷加工(gong)，其冷作(zuo)硬(ying)化(hua)傾向低于1Cr18Ni9Ti，見圖(tu)(tu) 2-2-46 。在設置(zhi)制造(zao)過程中(zhong)的冷、熱(re)(re)(re)成型性(xing)能(neng)類似一般奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼，其蒸發器U型傳熱(re)(re)(re)管中(zhong)小R者需經消除(chu)應(ying)力(li)處理。

   4. 焊(han)接性能  

   此(ci)合(he)(he)金(jin)(jin)可(ke)焊(han)(han)(han)性低于18-8不(bu)銹(xiu)鋼，但當選用(yong)的(de)填充金(jin)(jin)屬合(he)(he)金(jin)(jin)焊(han)(han)(han)接工藝時可(ke)獲得滿意的(de)焊(han)(han)(han)接結果(guo)。此(ci)合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)抗(kang)裂性能與00Cr20Ni32AlTi和0Cr15Ni75Fe相當。為了獲得良好的(de)可(ke)焊(han)(han)(han)性并保(bao)證合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)優(you)良耐應力腐蝕性能，合(he)(he)金(jin)(jin)中的(de)雜質磷(lin)量應嚴加控(kong)制(zhi)。此(ci)合(he)(he)金(jin)(jin)可(ke)采用(yong)焊(han)(han)(han)接不(bu)銹(xiu)鋼的(de)通用(yong)方法(fa)進(jin)行焊(han)(han)(han)接，無(wu)特(te)殊困難(nan)。

   5. 熱處理工藝(yi)  

   此合(he)金熱(re)處理工藝簡(jian)單，經固溶處理后快(kuai)冷即可，但蒸發器中(zhong)U型傳熱(re)管(guan)彎曲半徑較大者也需要進(jin)行(xing)消除應力處理。

三(san)、應用

  新13號(hao)合(he)金(jin)(jin)耐(nai)蝕、力學性(xing)能(neng)(neng)等優(you)良，熱處理(li)工(gong)(gong)藝簡(jian)單，冷、熱加工(gong)(gong)，焊接(jie)等工(gong)(gong)藝性(xing)能(neng)(neng)良好，可以生產板、管、絲、帶、鍛件等冶金(jin)(jin)產品。此合(he)金(jin)(jin)主要(yao)用于壓水堆核電廠的蒸汽發(fa)生器的傳熱管，也可用于化學、石化等工(gong)(gong)業中耐(nai)應(ying)力腐蝕的各種(zhong)熱交換器等換熱設備(bei)。