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NS 1103 (00Cr25Ni35AlTi)

 根據研究(jiu)鎳(nie)、鉻對Ni-Fe-Cr合(he)金(jin)耐應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)性能的(de)(de)影響的(de)(de)大量實驗結果(guo)，國內20世紀70年代發展了一種含(han)氯(lv)離子和(he)氧的(de)(de)高(gao)溫(wen)水(shui)(shui)中耐應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)性能優于18-8型(xing)不銹(xiu)鋼和(he)00Cr20Ni32Fe（Incoloy 800)、0Cr15Ni75Fe（Inconel 600)的(de)(de)新(xin)(xin)(xin)合(he)金(jin)（新(xin)(xin)(xin)13號),此(ci)合(he)金(jin)在含(han)1%和(he)10%NaOH的(de)(de)高(gao)溫(wen)水(shui)(shui)中也(ye)具(ju)有(you)良(liang)好的(de)(de)性能，它(ta)是一種適(shi)于壓(ya)水(shui)(shui)堆核電(dian)站蒸發器(qi)的(de)(de)新(xin)(xin)(xin)型(xing)材料(liao)，也(ye)適(shi)用(yong)于Cr18-Ni8型(xing)奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼易產生應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)化工(gong)、石(shi)化等環境(jing)中的(de)(de)各種熱交換(huan)器(qi)等設備。

一、耐(nai)腐蝕性能

  1. 全面腐蝕

  在(zai)壓(ya)(ya)水堆高(gao)溫水介(jie)質(zhi)中(zhong)，合金和(he)不銹鋼的(de)(de)全面(mian)(mian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)能(neng)也是一重要(yao)(yao)技術指標，耐(nai)(nai)全面(mian)(mian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)能(neng)好壞(huai)是影響一、二回路系統工作介(jie)質(zhi)污染(ran)程度的(de)(de)關鍵數據(ju)。新(xin)13號合金在(zai)高(gao)溫水中(zhong)的(de)(de)全面(mian)(mian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)能(neng)數據(ju)如下(xia)表(biao)，數據(ju)表(biao)明它(ta)的(de)(de)耐(nai)(nai)全面(mian)(mian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)能(neng)接近于18-8、00Cr20Ni32AlTi、0Cr15Ni75Fe,完全可滿足壓(ya)(ya)水堆核電(dian)站(zhan)蒸發器對材料耐(nai)(nai)全面(mian)(mian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)要(yao)(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

  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(shi)

   a. 高(gao)溫水  

    新13號合(he)金(jin)在(zai)含氯離子和氧的高(gao)溫水中（290～316℃）具有良(liang)好的耐力腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)能(neng)，雙(shuang)U型(xing)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)經10000小(xiao)時(shi)(shi)靜態(tai)高(gao)壓釜試(shi)(shi)(shi)驗結果未(wei)產生(sheng)應力腐(fu)(fu)蝕(shi)斷裂(lie)。在(zai)同樣(yang)的試(shi)(shi)(shi)驗條(tiao)(tiao)件(jian)下，18-8型(xing)不銹鋼(gang)在(zai)短(duan)時(shi)(shi)間(jian)內(nei)產生(sheng)擊穿(chuan)晶(jing)應力腐(fu)(fu)蝕(shi)斷裂(lie)，耐應力腐(fu)(fu)蝕(shi)斷裂(lie)性(xing)能(neng)較優(you)的超低碳型(xing)Incloy800 (00Cr20Ni32AlTi)和Inconel600 (0Cr15Ni75Fe)合(he)金(jin)也產生(sheng)晶(jing)間(jian)型(xing)應力腐(fu)(fu)蝕(shi)斷裂(lie)，其斷裂(lie)壽(shou)命隨(sui)試(shi)(shi)(shi)驗條(tiao)(tiao)件(jian)而異，前者最長的斷裂(lie)時(shi)(shi)間(jian)為(wei)10000小(xiao)時(shi)(shi)，后者僅為(wei)5000小(xiao)時(shi)(shi)。在(zai)所試(shi)(shi)(shi)驗的合(he)金(jin)中僅Inconel690 (0Cr30Ni60Fe10）與新13號合(he)金(jin)未(wei)產生(sheng)斷裂(lie)。

   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 氧的高溫水(shui)中， 合(he)金產(chan)生嚴重潰爛和點蝕，而新13號合(he)金即不產(chan)生應力腐(fu)蝕，也不產(chan)生其(qi)他形式的局部腐(fu)蝕。

   圖 2-2-42 和 圖 2-2-43 的試驗結(jie)果表(biao)(biao)明(ming)，新13號合(he)(he)金的應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)性能可(ke)與Inconel690 (0Cr30Ni60Fe10）相(xiang)媲美。用新13號合(he)(he)金、18-8不銹鋼、超低碳(tan)Incoloy(00Cr20Ni32AlTi)以及Inconel 600等(deng)材料的管材制造的蒸發器模擬體，經(jing)長期運行表(biao)(biao)明(ming)新13號合(he)(he)金耐蝕(shi)性（點(dian)蝕(shi)、應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)等(deng)）遠優于(yu)18-8不銹鋼，也優于(yu)低碳(tan)Incoloy800和Inconel600合(he)(he)金，特別是并(bing)不承受(shou)工作應(ying)(ying)力(li)的18-8型不銹鋼支撐管的腐蝕(shi)（SCC、PC等(deng)）破損非(fei)常嚴重。

二、力(li)學性能等(deng)其(qi)他(ta)性能

    1. 力學性(xing)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(neng)

     新13號合(he)金的(de)物理性(xing)能見表 2-2-18 

   3. 熱加工及成(cheng)型(xing)性能   

    新13號合(he)金(jin)的(de)(de)(de)熱(re)塑(su)性試驗結果見(jian)(jian)圖(tu)(tu) 2-2-44 和 圖(tu)(tu) 2-2-45 。盡管此合(he)金(jin)較1Cr18Ni9Ti不銹鋼稍低，但仍具有良好的(de)(de)(de)熱(re)變(bian)形(xing)性能(neng)(neng)，易于(yu)熱(re)加(jia)工。實驗室(shi)試驗和生產實踐表明，合(he)金(jin)適宜的(de)(de)(de)段、軋熱(re)加(jia)工溫(wen)度(du)為1000～1150℃。新13號合(he)金(jin)易于(yu)冷加(jia)工，其冷作硬化傾向(xiang)低于(yu)1Cr18Ni9Ti，見(jian)(jian)圖(tu)(tu) 2-2-46 。在(zai)設置制造過程中的(de)(de)(de)冷、熱(re)成型(xing)性能(neng)(neng)類似(si)一(yi)般奧氏(shi)體不銹鋼，其蒸發器U型(xing)傳(chuan)熱(re)管中小R者需經(jing)消除(chu)應力處理。

   4. 焊接性能(neng)  

   此合(he)(he)金可(ke)焊性(xing)(xing)低于18-8不銹(xiu)鋼，但當選用的(de)(de)(de)(de)填充金屬合(he)(he)金焊接(jie)工藝時可(ke)獲得滿意的(de)(de)(de)(de)焊接(jie)結果(guo)。此合(he)(he)金的(de)(de)(de)(de)抗裂性(xing)(xing)能與00Cr20Ni32AlTi和0Cr15Ni75Fe相當。為了獲得良(liang)好的(de)(de)(de)(de)可(ke)焊性(xing)(xing)并保證合(he)(he)金的(de)(de)(de)(de)優良(liang)耐(nai)應力(li)腐蝕性(xing)(xing)能，合(he)(he)金中(zhong)的(de)(de)(de)(de)雜質磷(lin)量應嚴加控制。此合(he)(he)金可(ke)采用焊接(jie)不銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)(de)通用方法進行(xing)焊接(jie)，無特(te)殊困難(nan)。

   5. 熱處理工藝  

   此合金熱處理工藝簡單，經固(gu)溶處理后快(kuai)冷即可，但蒸發器中U型傳熱管(guan)彎曲半徑較大者也需(xu)要進行消除應(ying)力處理。

三(san)、應用

  新13號合金耐蝕(shi)(shi)、力學(xue)性能(neng)等(deng)優(you)良，熱(re)處理(li)工藝(yi)簡(jian)單(dan)，冷、熱(re)加(jia)工，焊接(jie)等(deng)工藝(yi)性能(neng)良好，可(ke)以生產(chan)(chan)板、管(guan)、絲、帶、鍛件等(deng)冶(ye)金產(chan)(chan)品。此合金主(zhu)要(yao)用(yong)于壓水堆核電廠的蒸汽發生器(qi)的傳熱(re)管(guan)，也(ye)可(ke)用(yong)于化學(xue)、石化等(deng)工業中耐應力腐蝕(shi)(shi)的各種熱(re)交換器(qi)等(deng)換熱(re)設備。