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NS 1103 (00Cr25Ni35AlTi)

 根(gen)據研究鎳(nie)、鉻(ge)對Ni-Fe-Cr合(he)金(jin)耐應力(li)(li)腐蝕性(xing)能的(de)(de)影響的(de)(de)大量實驗結果，國內20世(shi)紀(ji)70年代發(fa)展了一種(zhong)含氯離(li)子和氧的(de)(de)高溫水中耐應力(li)(li)腐蝕性(xing)能優于(yu)18-8型(xing)不銹鋼和00Cr20Ni32Fe（Incoloy 800)、0Cr15Ni75Fe（Inconel 600)的(de)(de)新(xin)合(he)金(jin)（新(xin)13號),此合(he)金(jin)在(zai)含1%和10%NaOH的(de)(de)高溫水中也具有(you)良好的(de)(de)性(xing)能，它是一種(zhong)適于(yu)壓水堆核電站蒸發(fa)器的(de)(de)新(xin)型(xing)材(cai)料(liao)，也適用于(yu)Cr18-Ni8型(xing)奧氏體(ti)不銹鋼易(yi)產生應力(li)(li)腐蝕的(de)(de)化(hua)工(gong)、石化(hua)等環境中的(de)(de)各種(zhong)熱交換器等設備。

一、耐(nai)腐蝕性能(neng)

  1. 全面腐蝕

  在(zai)壓(ya)水(shui)堆(dui)高溫水(shui)介(jie)質(zhi)中，合(he)金和不銹(xiu)鋼的(de)全面腐(fu)蝕性(xing)能(neng)也(ye)是(shi)一重要技(ji)術指標，耐全面腐(fu)蝕性(xing)能(neng)好壞是(shi)影響(xiang)一、二回路系統工(gong)作介(jie)質(zhi)污染程度的(de)關鍵數據。新13號合(he)金在(zai)高溫水(shui)中的(de)全面腐(fu)蝕性(xing)能(neng)數據如下表(biao)，數據表(biao)明它的(de)耐全面腐(fu)蝕性(xing)能(neng)接近于18-8、00Cr20Ni32AlTi、0Cr15Ni75Fe,完全可滿足壓(ya)水(shui)堆(dui)核電站蒸發器對材(cai)料(liao)耐全面腐(fu)蝕性(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(jing)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(li)腐蝕

   a. 高溫水  

    新13號合(he)金在(zai)(zai)含氯離子和氧的(de)高溫水(shui)中（290～316℃）具(ju)有良好的(de)耐力(li)腐蝕性(xing)能(neng)，雙(shuang)U型(xing)試(shi)樣經10000小(xiao)時靜態高壓釜試(shi)驗(yan)結果未(wei)產(chan)生(sheng)應(ying)力(li)腐蝕斷(duan)(duan)裂(lie)。在(zai)(zai)同(tong)樣的(de)試(shi)驗(yan)條(tiao)件下，18-8型(xing)不銹(xiu)鋼(gang)在(zai)(zai)短時間內產(chan)生(sheng)擊穿晶應(ying)力(li)腐蝕斷(duan)(duan)裂(lie)，耐應(ying)力(li)腐蝕斷(duan)(duan)裂(lie)性(xing)能(neng)較優的(de)超低碳型(xing)Incloy800 (00Cr20Ni32AlTi)和Inconel600 (0Cr15Ni75Fe)合(he)金也(ye)產(chan)生(sheng)晶間型(xing)應(ying)力(li)腐蝕斷(duan)(duan)裂(lie)，其斷(duan)(duan)裂(lie)壽命隨試(shi)驗(yan)條(tiao)件而(er)異，前者(zhe)(zhe)最長的(de)斷(duan)(duan)裂(lie)時間為(wei)10000小(xiao)時，后者(zhe)(zhe)僅(jin)為(wei)5000小(xiao)時。在(zai)(zai)所試(shi)驗(yan)的(de)合(he)金中僅(jin)Inconel690 (0Cr30Ni60Fe10）與新13號合(he)金未(wei)產(chan)生(sheng)斷(duan)(duan)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(de)高溫水(shui)中， 合金產(chan)生嚴重(zhong)潰爛和點蝕，而新13號合金即不產(chan)生應力腐(fu)蝕，也(ye)不產(chan)生其他形(xing)式的(de)局部(bu)腐(fu)蝕。

   圖 2-2-42 和(he) 圖 2-2-43 的(de)(de)試驗結(jie)果表(biao)明，新(xin)13號(hao)合(he)金(jin)的(de)(de)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性能可與(yu)Inconel690 (0Cr30Ni60Fe10）相(xiang)媲美。用新(xin)13號(hao)合(he)金(jin)、18-8不銹鋼、超低碳Incoloy(00Cr20Ni32AlTi)以及Inconel 600等材料的(de)(de)管材制造的(de)(de)蒸發器模擬體(ti)，經長期(qi)運行表(biao)明新(xin)13號(hao)合(he)金(jin)耐蝕(shi)(shi)(shi)性（點蝕(shi)(shi)(shi)、應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)等）遠優(you)于18-8不銹鋼，也優(you)于低碳Incoloy800和(he)Inconel600合(he)金(jin)，特別是并(bing)不承受工作應(ying)(ying)力(li)的(de)(de)18-8型不銹鋼支撐管的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)（SCC、PC等）破損(sun)非常(chang)嚴(yan)重。

二、力學性能(neng)等其他性能(neng)

    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(wu)理性能

     新13號合金(jin)的(de)物理性能見表(biao) 2-2-18 

   3. 熱(re)加(jia)工及成(cheng)型性能   

    新(xin)13號(hao)(hao)合(he)金的(de)熱(re)塑(su)性(xing)試(shi)驗(yan)結果見圖(tu) 2-2-44 和 圖(tu) 2-2-45 。盡管(guan)此合(he)金較(jiao)1Cr18Ni9Ti不(bu)銹鋼稍低，但仍具有良好的(de)熱(re)變形性(xing)能，易于熱(re)加(jia)工。實(shi)驗(yan)室試(shi)驗(yan)和生產(chan)實(shi)踐表(biao)明(ming)，合(he)金適(shi)宜的(de)段、軋熱(re)加(jia)工溫(wen)度為1000～1150℃。新(xin)13號(hao)(hao)合(he)金易于冷加(jia)工，其冷作硬化傾向(xiang)低于1Cr18Ni9Ti，見圖(tu) 2-2-46 。在設置制造過程中的(de)冷、熱(re)成型性(xing)能類似一般(ban)奧(ao)氏體不(bu)銹鋼，其蒸發器U型傳熱(re)管(guan)中小(xiao)R者需經(jing)消(xiao)除應(ying)力處理。

   4. 焊接性(xing)能  

   此(ci)合(he)(he)金(jin)可焊(han)(han)性(xing)低于18-8不銹鋼，但當(dang)選用的(de)填充金(jin)屬合(he)(he)金(jin)焊(han)(han)接工藝(yi)時可獲得滿(man)意的(de)焊(han)(han)接結果。此(ci)合(he)(he)金(jin)的(de)抗裂(lie)性(xing)能與00Cr20Ni32AlTi和0Cr15Ni75Fe相當(dang)。為了獲得良好的(de)可焊(han)(han)性(xing)并保證合(he)(he)金(jin)的(de)優良耐應力腐蝕性(xing)能，合(he)(he)金(jin)中的(de)雜質磷量應嚴加(jia)控制。此(ci)合(he)(he)金(jin)可采用焊(han)(han)接不銹鋼的(de)通(tong)用方(fang)法進行焊(han)(han)接，無特殊困(kun)難。

   5. 熱處理(li)工藝  

   此(ci)合金(jin)熱(re)處(chu)理工藝簡單，經固溶處(chu)理后快冷即(ji)可，但蒸發器(qi)中(zhong)U型傳(chuan)熱(re)管(guan)彎曲半徑較(jiao)大(da)者也需要進行消除(chu)應力處(chu)理。

三、應(ying)用

  新13號合金(jin)耐(nai)蝕、力(li)學性(xing)能(neng)等優良，熱處理工藝(yi)簡單，冷(leng)、熱加(jia)工，焊接等工藝(yi)性(xing)能(neng)良好(hao)，可以生產(chan)板(ban)、管(guan)(guan)、絲、帶(dai)、鍛件等冶金(jin)產(chan)品。此合金(jin)主要用于壓水堆核電廠的(de)(de)蒸汽發(fa)生器的(de)(de)傳熱管(guan)(guan)，也(ye)可用于化學、石化等工業中(zhong)耐(nai)應力(li)腐蝕的(de)(de)各(ge)種熱交換器等換熱設備。