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英科耐爾|Inconel

inconel產(chan)品的(de)(de)(de)均勻腐(fu)(fu)蝕(shi)可以(yi)(yi)發(fa)生在酸(suan)性或熱的(de)(de)(de)堿性溶液。通過這種機制可以(yi)(yi)預(yu)計的(de)(de)(de)虧損,并在設計允許(xu)的(de)(de)(de)。inconel產(chan)品的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)速率非常(chang)慢時(shi),該(gai)金(jin)屬是(shi)在被動狀態,一般的(de)(de)(de)是(shi)耐腐(fu)(fu)蝕(shi)性更好(hao)地(di)較大的(de)(de)(de)鉻含量,但其他的(de)(de)(de)溶質(zhi)可以(yi)(yi)是(shi)有害(hai)的(de)(de)(de)。

產品分類 / 用途

00Cr30Ni60Fe10 (Inconel 690)


(00Cr30Ni60Fe10)、NS 315 、Inconel 690 合金是一(yi)種(zhong)(zhong)在(zai)壓水(shui)(shui)堆(dui)蒸(zheng)發器傳(chuan)熱管(guan)工況條件(jian)(jian)下,耐應(ying)力腐(fu)蝕等性(xing)能(neng)更為(wei)優良的(de)新(xin)三代合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)。此(ci)(ci)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)自1972年公開發表(biao)(biao)至(zhi)今已近40年。圖3-3-54和(he)圖3-3-55是發表(biao)(biao)此(ci)(ci)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)時的(de)部分主要試驗結(jie)果。它實際上(shang)(shang)是在(zai)0Cr15Ni75Fe(Inconel 600)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)基礎上(shang)(shang)提高(gao)鉻含量(liang)(liang)的(de)一(yi)種(zhong)(zhong)改進(jin)型(xing)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)。自1982年起,此(ci)(ci)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)開始(shi)制造壓水(shui)(shui)動(dong)力堆(dui)的(de)蒸(zheng)發器U型(xing)管(guan),目前國外已廣(guang)泛用于壓水(shui)(shui)堆(dui)核(he)電(dian)廠的(de)蒸(zheng)發器中并開始(shi)在(zai)堆(dui)內(nei)(nei)構件(jian)(jian)的(de)一(yi)些部件(jian)(jian)上(shang)(shang)應(ying)用。目前,國內(nei)(nei)自國外已大量(liang)(liang)引進(jin)的(de)大型(xing)壓水(shui)(shui)堆(dui)核(he)電(dian)廠的(de)蒸(zheng)發器傳(chuan)熱管(guan)也(ye)均采(cai)用此(ci)(ci)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)。


圖 3-55.jpg


一、化學成分和(he)組織特點(dian)


(00Cr30Ni60Fe10)、NS 315 、Inconel 690 合金的化學成分見表3-3-30。


表 3-30.jpg


  此合金固態為純奧氏體組織。由于碳在此合金中的溶解度很低(圖3-3-56),所以也常有M23C。等碳化物存在,特別是在敏化態(或焊后)更會有較大量碳化物析出,有時還有碳氮化物。當合金中含有鈦時,還會有氮化鈦存在。由于此合金組織穩定,即使經過中溫長期加熱達12000小時以上,也未見有a脆性相析出。


圖 3-56.jpg




二、耐腐蝕性能


  1. 全面腐(fu)蝕


 (00Cr30Ni60Fe10)、NS 315 、Inconel 690 合(he)金(jin)的耐全面腐(fu)蝕(shi)的性能見(jian)表3-3-31。在(zai)300~350℃高溫高壓水(shui)中的耐蝕(shi)性良(liang)好,腐(fu)蝕(shi)速率(lv)≤10mg/(d㎡·月(yue))。00Cr30Ni60Fe10 合(he)金(jin)在(zai)316℃動水(shui)中的耐蝕(shi)性見(jian)圖3-3-57.從圖中可(ke)知,由于(yu)00Cr30Ni60Fe10合(he)金(jin)鉻含量高,所以其(qi)耐蝕(shi)性優于(yu)Inconel 600和Incoloyl 800合(he)金(jin)。


表 3-31.jpg


圖 3-57.jpg


  2. 晶間腐蝕


   已知,采用65%HNO3法檢查不銹鋼的晶間腐蝕傾向,既可腐蝕貧鉻區,又可腐蝕碳化物和a相。采用此法研究00Cr30Ni60Fe10合金耐腐蝕性能的結果表明,此合金的晶間腐蝕傾向主要取決于合金中的碳含量,部分結果見圖3-3-58和圖3-3-59.顯然,當00Cr30Ni60Fe10合金中碳含量≤0.02%時,對合金的耐晶間腐蝕是有利的,但熱處理條件也有重要影響。圖3-3-60系含碳0.05%的00Cr30Ni60Fe10 合金的TTS(時間-溫度-敏化)曲線。由圖可知,在65%HNO3沸騰溫度下,碳含量為0.05%的0Cr30Ni60Fe10合金在中溫短暫停留便要產生晶間腐蝕。圖3-3-61系合金中鉻、鎳量對晶間腐蝕性能的影響。顯然,含鉻約30%、鎳約60%的合金耐晶間腐蝕性能優良。


圖 3-58.jpg


圖 3-60.jpg


  3. 應(ying)力腐蝕


  0Cr30Ni60Fe10合金的耐應力腐蝕性能是令人滿意的。在154℃沸騰MgCl2溶液中的試驗結果見圖3-3-62.顯然,00Cr30Ni60Fe10合金(即Inconel 690 )處于免疫區。圖3-3-63~圖3-3-66和表3-3-32~表3-3-34均系上Inconel 690 的耐應力腐蝕性能與其他合金相比的試驗結果。顯然,Inconel 690 合金處于優勢。


圖 3-62.jpg


圖 3-66.jpg

表 3-33.jpg

表 3.33.1.jpg


  4. 冶金因素對00Cr30Ni60Fe10合金耐應力(li)腐蝕性能的影響


   表3-3-35和圖3-3-67系化學成分、冶煉工藝、蒸發器管材加工工藝以及熱處理對00Cr30Ni60Fe10合金耐應力腐蝕性能的影響。從表3-3-35中可看出,若向此合金中再加入鉬、硼、鈦、鈮等元素,對含Cl-的300℃高溫水中的耐應力腐蝕性雖并無影響,但在325℃10%NaOH脫氣高溫水中則是有害的;圖3-3-67中的結果表明,00Cr30Ni60Fe10合金的冶煉工藝采用真空或VOD爐外精煉再經電渣重熔;管材生產工藝采用冷軋與冷拔相結合;熱處理采用固溶再經脫敏處理,可以獲得滿意的耐應力腐蝕性能。而單一冷軋工藝生產的管材,耐應力腐蝕性能最差。這些試驗結果,對于國內00Cr30Ni60Fel0 合金管材的生產工藝而言具有參考價值。


表 3-35.jpg


圖 3-68.jpg


  5. Inconel 690 合金在高溫下(xia)的抗氧化和抗硫化性能分別見圖 3-3-68 和 圖 3-3-69 及表(biao) 3-3-36。


表 3-37.jpg



三、力學(xue)性(xing)能


  表(biao) 3-3-37 和(he) 表(biao) 3-3-38 列入(ru)了  Inconel 690 合金的(de)室溫(wen)和(he)中溫(wen)長(chang)期時效(xiao)的(de)性能(neng)。


表 3-38.jpg


  由(you)于 Inconel 690 合金(jin)組(zu)織穩定且(qie)經長(chang)期(qi)(qi)中溫(wen)時(shi)效也無脆(cui)性相析(xi)出。因此(ci),該合金(jin)在(zai)中溫(wen)長(chang)期(qi)(qi)使用(yong)時(shi)也不會(hui)有任何催(cui)化傾向(xiang)。表 3-3-38 系(xi)實驗(yan)室試驗(yan)結果。


  此(ci)合金的室溫(wen)力學性(xing)能(neng)受熱處(chu)理(li)的影響極大。圖3-3-70 中的結果指(zhi)出(chu),固溶   處(chu)理(li)溫(wen)度提高,合金的強度下降,塑性(xing)增加。


圖 3-70.jpg


  圖(tu)3-3-71系00Cr30Ni60Fe10合金(jin)(jin)的高溫(wen)瞬時力學(xue)性能,由圖(tu)可知,溫(wen)度高于40℃,此合金(jin)(jin)的抗拉強度迅速降(jiang)低,伸長率明(ming)顯下降(jiang)。


  圖(tu)(tu)3-3-72和圖(tu)(tu)3-3-73是00Cr30Ni60Fe10合金(jin)的高(gao)溫持久和蠕變性能(neng)。


圖 3-72.jpg


四、冷、熱加工性能


(00Cr30Ni60Fe10)、NS 315 、Inconel 690 合金(jin)的(de)熱(re)加工一般在1040~1230℃進行(xing),最低(di)(di)的(de)熱(re)變形溫度不低(di)(di)于870℃。


 此合(he)金的冷加工成型(xing)性(xing)與前(qian)述0Cr15Ni75Fe合(he)金相似(si)。圖3-3-74系00Cr30Ni60Fe10合(he)金的冷加工硬化行(xing)為與其他材料相比較的結果。


圖 3-74.jpg


五、焊接性(xing)能(neng)


  00Cr30Ni60Fe10合金的焊接性能良好。它可采用1Cr15Ni65Mn7Nb2 焊條和1Cr20Ni67Mn3Nb2 焊絲進行氣體保護焊接。當00Cr30Ni60Fe10 用于HNO3+HF酸中時,則需要選用1Cr21Ni65Mn9Nb4 焊條和1Cr21Ni65Mn9Nb4 焊絲進行焊接。焊接規范與焊接其他高鎳合金基本相同。


六(liu)、熱處理工(gong)藝


  若(ruo)在固溶(rong)處(chu)(chu)理態(tai)使用,00Cr30Ni60Fe10合金(jin)的熱(re)處(chu)(chu)理工藝為1000~1100℃加熱(re)保溫(wen)后(hou)快冷。供壓水核反應堆蒸發(fa)器傳熱(re)管使用的00Cr30Ni60Fe10 合金(jin)則根(gen)據前述0Cr15Ni75Fe(Inconel 600)的經驗,需采用固溶(rong)處(chu)(chu)理+脫敏(min)處(chu)(chu)理的熱(re)處(chu)(chu)理工藝。脫敏(min)處(chu)(chu)理溫(wen)度為~720℃+5~15h時效后(hou)冷卻,00Cr30Ni60Fe10合金(jin)管材彎成U型管后(hou)對于小R的U型管尚(shang)需進行消除應力熱(re)處(chu)(chu)理。


七、物理(li)性能


  00Cr30Ni60Fe10合(he)金的物理性能見表3-3-39。


表 3-39.jpg


八、應用(yong)


  20世(shi)紀80年代(dai),0Cr30Ni60Fe10合(he)金(jin)(jin)開始(shi)制(zhi)造蒸(zheng)(zheng)發(fa)(fa)器(qi),1991年,法國采(cai)(cai)用(yong)(yong)此合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)大壓水堆核(he)電站(zhan)(1450MW)的(de)(de)(de)(de)四臺蒸(zheng)(zheng)發(fa)(fa)器(qi)投(tou)入了商業(ye)運(yun)行(xing)。雖然(ran)(ran)在(zai)模擬(ni)蒸(zheng)(zheng)發(fa)(fa)器(qi)工況下(xia),國內外(wai)對此合(he)金(jin)(jin)性能的(de)(de)(de)(de)評估仍在(zai)進(jin)行(xing),但總的(de)(de)(de)(de)來說,已(yi)投(tou)人(ren)運(yun)行(xing)的(de)(de)(de)(de)00Cr30Ni60Fe10 合(he)金(jin)(jin)制(zhi)蒸(zheng)(zheng)發(fa)(fa)器(qi)的(de)(de)(de)(de)運(yun)行(xing)情況良好。我國自(zi)法國引進(jin)的(de)(de)(de)(de)大亞灣和嶺澳核(he)電站(zhan)的(de)(de)(de)(de)蒸(zheng)(zheng)發(fa)(fa)器(qi)的(de)(de)(de)(de)傳(chuan)熱(re)(re)管均為00Cr30Ni60Fe10 合(he)金(jin)(jin)管材制(zhi)造。目前 00Cr30Ni60Fe10合(he)金(jin)(jin)已(yi)擴大用(yong)(yong)于制(zhi)造壓水堆壓力容器(qi)的(de)(de)(de)(de)穿透件(jian)和控制(zhi)棒驅動(dong)機構的(de)(de)(de)(de)零部件(jian)代(dai)替0Cr18Ni10、0Cr18Ni10Ti和0Cr15Ni75Fe.國外(wai)已(yi)開始(shi)用(yong)(yong)00Cr30Ni60Fe10合(he)金(jin)(jin)全面(mian)代(dai)替壓水堆原用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)0Cr15Ni75Fe,俄(e)羅斯雖然(ran)(ran)仍然(ran)(ran)采(cai)(cai)用(yong)(yong)價廉的(de)(de)(de)(de)0Cr18Ni10Ti不(bu)(bu)銹鋼做臥式蒸(zheng)(zheng)發(fa)(fa)器(qi)的(de)(de)(de)(de)傳(chuan)熱(re)(re)管,但要防止水質超(chao)標,或蒸(zheng)(zheng)發(fa)(fa)器(qi)在(zai)沿(yan)海海洋大氣中維護(hu)不(bu)(bu)當,否則其(qi)傳(chuan)熱(re)(re)管易產生應力腐蝕破壞的(de)(de)(de)(de)危險。