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NS 1103 (00Cr25Ni35AlTi)

 根據研究鎳(nie)、鉻對(dui)Ni-Fe-Cr合(he)金(jin)耐應力腐蝕(shi)性能(neng)的(de)(de)(de)影響(xiang)的(de)(de)(de)大量實驗結果(guo)，國內20世(shi)紀70年代發展了一(yi)種含氯離子和(he)(he)氧(yang)的(de)(de)(de)高溫(wen)水中耐應力腐蝕(shi)性能(neng)優于(yu)(yu)18-8型(xing)不銹鋼和(he)(he)00Cr20Ni32Fe（Incoloy 800)、0Cr15Ni75Fe（Inconel 600)的(de)(de)(de)新(xin)合(he)金(jin)（新(xin)13號(hao)),此合(he)金(jin)在含1%和(he)(he)10%NaOH的(de)(de)(de)高溫(wen)水中也具有良好的(de)(de)(de)性能(neng)，它是一(yi)種適于(yu)(yu)壓水堆核電(dian)站蒸發器(qi)的(de)(de)(de)新(xin)型(xing)材料(liao)，也適用于(yu)(yu)Cr18-Ni8型(xing)奧氏體不銹鋼易產生應力腐蝕(shi)的(de)(de)(de)化工、石化等環(huan)境中的(de)(de)(de)各種熱交換器(qi)等設備。

一、耐(nai)腐蝕(shi)性能(neng)

  1. 全面腐蝕

  在(zai)壓水堆(dui)高溫水介質中，合(he)金(jin)和不銹鋼的(de)全(quan)面(mian)(mian)(mian)腐(fu)蝕性(xing)能(neng)也(ye)是(shi)一重要(yao)技術指標，耐全(quan)面(mian)(mian)(mian)腐(fu)蝕性(xing)能(neng)好壞是(shi)影(ying)響一、二回路系統(tong)工(gong)作(zuo)介質污染(ran)程度的(de)關鍵(jian)數據(ju)。新13號(hao)合(he)金(jin)在(zai)高溫水中的(de)全(quan)面(mian)(mian)(mian)腐(fu)蝕性(xing)能(neng)數據(ju)如下表，數據(ju)表明它的(de)耐全(quan)面(mian)(mian)(mian)腐(fu)蝕性(xing)能(neng)接近于18-8、00Cr20Ni32AlTi、0Cr15Ni75Fe,完全(quan)可(ke)滿足(zu)壓水堆(dui)核電站蒸發(fa)器對(dui)材料耐全(quan)面(mian)(mian)(mian)腐(fu)蝕性(xing)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(shi)

  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(hao)合(he)金(jin)在(zai)(zai)含(han)氯離子(zi)和氧(yang)的高溫水(shui)中（290～316℃）具有良(liang)好(hao)的耐(nai)力(li)(li)腐(fu)蝕性(xing)能，雙(shuang)U型(xing)試樣經(jing)10000小時(shi)(shi)靜(jing)態高壓(ya)釜試驗結果未產生應力(li)(li)腐(fu)蝕斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)。在(zai)(zai)同樣的試驗條(tiao)件下(xia)，18-8型(xing)不銹(xiu)鋼在(zai)(zai)短時(shi)(shi)間內產生擊穿晶應力(li)(li)腐(fu)蝕斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)，耐(nai)應力(li)(li)腐(fu)蝕斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)性(xing)能較優(you)的超低碳型(xing)Incloy800 (00Cr20Ni32AlTi)和Inconel600 (0Cr15Ni75Fe)合(he)金(jin)也(ye)產生晶間型(xing)應力(li)(li)腐(fu)蝕斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)，其斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)壽(shou)命隨試驗條(tiao)件而(er)異，前者(zhe)最長的斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)時(shi)(shi)間為(wei)10000小時(shi)(shi)，后者(zhe)僅為(wei)5000小時(shi)(shi)。在(zai)(zai)所試驗的合(he)金(jin)中僅Inconel690 (0Cr30Ni60Fe10）與(yu)新13號(hao)合(he)金(jin)未產生斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)。

   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)水中， 合(he)(he)金產生嚴重潰爛和點(dian)蝕，而新13號(hao)合(he)(he)金即不產生應(ying)力(li)腐(fu)蝕，也不產生其他形式的(de)局(ju)部(bu)腐(fu)蝕。

   圖 2-2-42 和(he) 圖 2-2-43 的(de)試驗(yan)結果表(biao)明(ming)，新(xin)13號(hao)(hao)合(he)(he)金(jin)的(de)應(ying)力腐蝕(shi)(shi)性能可與(yu)Inconel690 (0Cr30Ni60Fe10）相媲美。用(yong)新(xin)13號(hao)(hao)合(he)(he)金(jin)、18-8不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)、超低碳Incoloy(00Cr20Ni32AlTi)以及Inconel 600等材(cai)料(liao)的(de)管材(cai)制造的(de)蒸發器模擬(ni)體，經長期運行表(biao)明(ming)新(xin)13號(hao)(hao)合(he)(he)金(jin)耐蝕(shi)(shi)性（點(dian)蝕(shi)(shi)、應(ying)力腐蝕(shi)(shi)等）遠優于18-8不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)，也優于低碳Incoloy800和(he)Inconel600合(he)(he)金(jin)，特別是并不(bu)(bu)承受工作應(ying)力的(de)18-8型(xing)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)支撐管的(de)腐蝕(shi)(shi)（SCC、PC等）破損非常嚴重。

二(er)、力學性(xing)(xing)能等其他性(xing)(xing)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(li)性能(neng)

     新13號(hao)合金的物(wu)理性(xing)能(neng)見表 2-2-18 

   3. 熱加工及(ji)成型(xing)性能   

    新13號(hao)合(he)金的熱(re)(re)塑性(xing)試驗結(jie)果(guo)見圖(tu) 2-2-44 和(he) 圖(tu) 2-2-45 。盡管此合(he)金較1Cr18Ni9Ti不銹鋼稍(shao)低，但仍具有良好的熱(re)(re)變形性(xing)能，易于(yu)熱(re)(re)加工(gong)。實驗室(shi)試驗和(he)生產實踐表(biao)明(ming)，合(he)金適(shi)宜的段(duan)、軋熱(re)(re)加工(gong)溫度為(wei)1000～1150℃。新13號(hao)合(he)金易于(yu)冷(leng)加工(gong)，其冷(leng)作(zuo)硬化傾向(xiang)低于(yu)1Cr18Ni9Ti，見圖(tu) 2-2-46 。在設置制(zhi)造(zao)過程中的冷(leng)、熱(re)(re)成型(xing)性(xing)能類似一般奧氏體不銹鋼，其蒸發器U型(xing)傳熱(re)(re)管中小R者需經消除應力處(chu)理。

   4. 焊接性能  

   此(ci)合金(jin)可(ke)焊(han)性低于18-8不(bu)銹鋼，但當選用(yong)的(de)(de)填充金(jin)屬合金(jin)焊(han)接(jie)工藝時(shi)可(ke)獲得(de)滿(man)意(yi)的(de)(de)焊(han)接(jie)結果。此(ci)合金(jin)的(de)(de)抗裂(lie)性能(neng)(neng)與00Cr20Ni32AlTi和0Cr15Ni75Fe相當。為了獲得(de)良好的(de)(de)可(ke)焊(han)性并保(bao)證合金(jin)的(de)(de)優(you)良耐應力(li)腐蝕性能(neng)(neng)，合金(jin)中的(de)(de)雜質(zhi)磷量應嚴(yan)加控制。此(ci)合金(jin)可(ke)采(cai)用(yong)焊(han)接(jie)不(bu)銹鋼的(de)(de)通用(yong)方法進行(xing)焊(han)接(jie)，無特(te)殊困難。

   5. 熱(re)處理工藝  

   此(ci)合金熱(re)處(chu)(chu)理工藝簡單(dan)，經(jing)固溶處(chu)(chu)理后快冷(leng)即可，但蒸發器中(zhong)U型傳熱(re)管(guan)彎(wan)曲(qu)半徑較大者也需(xu)要(yao)進行(xing)消除應力處(chu)(chu)理。

三、應用

  新13號合金(jin)耐(nai)蝕(shi)、力(li)(li)學性能等(deng)(deng)優良，熱(re)處理工藝簡單，冷、熱(re)加(jia)工，焊接等(deng)(deng)工藝性能良好，可以生產板、管、絲(si)、帶、鍛件等(deng)(deng)冶金(jin)產品。此合金(jin)主要用于(yu)壓水(shui)堆核電廠(chang)的(de)(de)蒸汽發生器的(de)(de)傳熱(re)管，也可用于(yu)化學、石化等(deng)(deng)工業中耐(nai)應力(li)(li)腐蝕(shi)的(de)(de)各(ge)種熱(re)交換器等(deng)(deng)換熱(re)設備。