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NS 1103 (00Cr25Ni35AlTi)

 根據研究(jiu)鎳(nie)、鉻對Ni-Fe-Cr合金(jin)(jin)耐應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕性(xing)(xing)能的影響(xiang)的大量實驗(yan)結果，國(guo)內20世(shi)紀(ji)70年代發展(zhan)了一種含氯(lv)離子和氧的高(gao)溫(wen)水中(zhong)耐應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕性(xing)(xing)能優(you)于(yu)(yu)18-8型不(bu)銹(xiu)鋼和00Cr20Ni32Fe（Incoloy 800)、0Cr15Ni75Fe（Inconel 600)的新(xin)(xin)合金(jin)(jin)（新(xin)(xin)13號),此合金(jin)(jin)在含1%和10%NaOH的高(gao)溫(wen)水中(zhong)也(ye)具(ju)有良好(hao)的性(xing)(xing)能，它是一種適于(yu)(yu)壓水堆核(he)電站(zhan)蒸發器(qi)的新(xin)(xin)型材料，也(ye)適用(yong)于(yu)(yu)Cr18-Ni8型奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼易產生應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕的化工、石化等環境中(zhong)的各種熱交換(huan)器(qi)等設備。

一、耐腐(fu)蝕性能

  1. 全面腐蝕

  在壓水堆高(gao)溫水介質(zhi)中，合金和不銹鋼的全(quan)(quan)面腐(fu)蝕(shi)性(xing)能(neng)(neng)也是(shi)一重要技術指標，耐(nai)全(quan)(quan)面腐(fu)蝕(shi)性(xing)能(neng)(neng)好壞是(shi)影響一、二回(hui)路系統工作介質(zhi)污染(ran)程度的關(guan)鍵(jian)數據。新(xin)13號合金在高(gao)溫水中的全(quan)(quan)面腐(fu)蝕(shi)性(xing)能(neng)(neng)數據如(ru)下表(biao)(biao)，數據表(biao)(biao)明它的耐(nai)全(quan)(quan)面腐(fu)蝕(shi)性(xing)能(neng)(neng)接近(jin)于18-8、00Cr20Ni32AlTi、0Cr15Ni75Fe,完(wan)全(quan)(quan)可滿足壓水堆核電(dian)站(zhan)蒸發器對材料耐(nai)全(quan)(quan)面腐(fu)蝕(shi)性(xing)能(neng)(neng)的要求。

  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(wen)水  

    新13號合(he)(he)金(jin)在(zai)(zai)含氯離子和氧的(de)高(gao)溫水中（290～316℃）具(ju)有良好的(de)耐力腐(fu)蝕性能(neng)(neng)，雙(shuang)U型試樣經10000小時(shi)(shi)靜態高(gao)壓釜試驗(yan)結果未(wei)產生(sheng)應(ying)(ying)力腐(fu)蝕斷裂(lie)。在(zai)(zai)同樣的(de)試驗(yan)條(tiao)件下，18-8型不銹鋼在(zai)(zai)短時(shi)(shi)間內產生(sheng)擊穿晶(jing)應(ying)(ying)力腐(fu)蝕斷裂(lie)，耐應(ying)(ying)力腐(fu)蝕斷裂(lie)性能(neng)(neng)較優的(de)超低碳型Incloy800 (00Cr20Ni32AlTi)和Inconel600 (0Cr15Ni75Fe)合(he)(he)金(jin)也(ye)產生(sheng)晶(jing)間型應(ying)(ying)力腐(fu)蝕斷裂(lie)，其斷裂(lie)壽命隨(sui)試驗(yan)條(tiao)件而異，前者最長的(de)斷裂(lie)時(shi)(shi)間為10000小時(shi)(shi)，后(hou)者僅為5000小時(shi)(shi)。在(zai)(zai)所試驗(yan)的(de)合(he)(he)金(jin)中僅Inconel690 (0Cr30Ni60Fe10）與新13號合(he)(he)金(jin)未(wei)產生(sheng)斷裂(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 氧的高溫水中， 合金產(chan)生(sheng)(sheng)嚴重潰(kui)爛和點蝕，而(er)新13號合金即不(bu)產(chan)生(sheng)(sheng)應力腐(fu)蝕，也不(bu)產(chan)生(sheng)(sheng)其(qi)他形式的局部(bu)腐(fu)蝕。

   圖 2-2-42 和 圖 2-2-43 的(de)(de)試驗結果(guo)表明，新13號(hao)(hao)合金(jin)的(de)(de)應(ying)力(li)腐(fu)蝕性能可與Inconel690 (0Cr30Ni60Fe10）相媲(pi)美。用新13號(hao)(hao)合金(jin)、18-8不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)、超(chao)低(di)碳Incoloy(00Cr20Ni32AlTi)以及Inconel 600等材料(liao)的(de)(de)管(guan)材制(zhi)造的(de)(de)蒸發器模擬體，經長期運行表明新13號(hao)(hao)合金(jin)耐蝕性（點蝕、應(ying)力(li)腐(fu)蝕等）遠優(you)于18-8不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)，也優(you)于低(di)碳Incoloy800和Inconel600合金(jin)，特別(bie)是并不(bu)(bu)承受(shou)工作(zuo)應(ying)力(li)的(de)(de)18-8型不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)支(zhi)撐管(guan)的(de)(de)腐(fu)蝕（SCC、PC等）破損非常嚴重。

二、力(li)學性能等(deng)其他(ta)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.  物理性能

     新13號合金的物(wu)理性(xing)能見表 2-2-18 

   3. 熱加工及成型性(xing)能   

    新(xin)13號合金的(de)熱(re)塑性試驗結果見圖(tu)(tu) 2-2-44 和(he) 圖(tu)(tu) 2-2-45 。盡管此合金較1Cr18Ni9Ti不銹鋼稍低，但仍(reng)具(ju)有良好的(de)熱(re)變形性能(neng)，易于(yu)熱(re)加(jia)工。實驗室試驗和(he)生產實踐表明(ming)，合金適宜的(de)段、軋熱(re)加(jia)工溫度為1000～1150℃。新(xin)13號合金易于(yu)冷(leng)加(jia)工，其(qi)冷(leng)作硬化傾向低于(yu)1Cr18Ni9Ti，見圖(tu)(tu) 2-2-46 。在設(she)置制(zhi)造過程(cheng)中的(de)冷(leng)、熱(re)成型性能(neng)類似一般奧氏體不銹鋼，其(qi)蒸發器U型傳熱(re)管中小R者(zhe)需經(jing)消除應(ying)力(li)處理。

   4. 焊接性能  

   此(ci)合(he)金可焊(han)性(xing)(xing)低于18-8不銹鋼(gang)，但當(dang)選用(yong)(yong)的(de)(de)(de)填充金屬(shu)合(he)金焊(han)接(jie)(jie)工藝時可獲(huo)得滿意(yi)的(de)(de)(de)焊(han)接(jie)(jie)結果(guo)。此(ci)合(he)金的(de)(de)(de)抗裂性(xing)(xing)能(neng)與00Cr20Ni32AlTi和0Cr15Ni75Fe相當(dang)。為了獲(huo)得良好(hao)的(de)(de)(de)可焊(han)性(xing)(xing)并保證合(he)金的(de)(de)(de)優良耐應力腐蝕性(xing)(xing)能(neng)，合(he)金中的(de)(de)(de)雜質磷量應嚴(yan)加控制。此(ci)合(he)金可采用(yong)(yong)焊(han)接(jie)(jie)不銹鋼(gang)的(de)(de)(de)通(tong)用(yong)(yong)方(fang)法(fa)進行焊(han)接(jie)(jie)，無特殊困難(nan)。

   5. 熱處理(li)工藝  

   此合金熱處(chu)理(li)工藝(yi)簡單，經固溶處(chu)理(li)后快冷即可，但(dan)蒸發(fa)器中U型傳(chuan)熱管彎(wan)曲半徑較大者(zhe)也需要進行消除應力處(chu)理(li)。

三、應用

  新13號合金耐蝕、力(li)學性能等(deng)優(you)良，熱處理(li)工藝(yi)簡單，冷、熱加工，焊接等(deng)工藝(yi)性能良好(hao)，可以生產板、管(guan)、絲、帶、鍛件(jian)等(deng)冶金產品。此合金主(zhu)要用于壓(ya)水堆核電廠的(de)蒸汽發(fa)生器(qi)的(de)傳(chuan)熱管(guan)，也可用于化(hua)學、石化(hua)等(deng)工業中耐應力(li)腐蝕的(de)各種熱交換(huan)器(qi)等(deng)換(huan)熱設備。