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NS 1103 (00Cr25Ni35AlTi)

 根據研究鎳、鉻對Ni-Fe-Cr合金(jin)耐(nai)應(ying)力(li)腐(fu)蝕性(xing)能的(de)影(ying)響的(de)大量實驗(yan)結果，國內(nei)20世紀70年代發展了一種(zhong)含氯離子和(he)氧的(de)高溫水(shui)中耐(nai)應(ying)力(li)腐(fu)蝕性(xing)能優于(yu)18-8型(xing)不銹(xiu)鋼和(he)00Cr20Ni32Fe（Incoloy 800)、0Cr15Ni75Fe（Inconel 600)的(de)新(xin)合金(jin)（新(xin)13號),此(ci)合金(jin)在(zai)含1%和(he)10%NaOH的(de)高溫水(shui)中也(ye)(ye)具(ju)有良好的(de)性(xing)能，它是(shi)一種(zhong)適(shi)于(yu)壓水(shui)堆核電站蒸發器的(de)新(xin)型(xing)材(cai)料，也(ye)(ye)適(shi)用于(yu)Cr18-Ni8型(xing)奧氏體不銹(xiu)鋼易產生(sheng)應(ying)力(li)腐(fu)蝕的(de)化(hua)工、石化(hua)等環(huan)境中的(de)各種(zhong)熱交(jiao)換器等設備(bei)。

一(yi)、耐腐(fu)蝕性能

  1. 全面腐蝕

  在壓(ya)(ya)水(shui)(shui)堆(dui)高溫水(shui)(shui)介質中(zhong)(zhong)，合(he)金和不(bu)銹鋼的全(quan)(quan)面(mian)(mian)腐(fu)蝕(shi)性能(neng)(neng)也是一(yi)重要(yao)技術指標，耐(nai)(nai)全(quan)(quan)面(mian)(mian)腐(fu)蝕(shi)性能(neng)(neng)好壞是影響一(yi)、二回(hui)路系統工作(zuo)介質污(wu)染程度的關鍵數(shu)據。新13號合(he)金在高溫水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)的全(quan)(quan)面(mian)(mian)腐(fu)蝕(shi)性能(neng)(neng)數(shu)據如下表，數(shu)據表明它(ta)的耐(nai)(nai)全(quan)(quan)面(mian)(mian)腐(fu)蝕(shi)性能(neng)(neng)接近于18-8、00Cr20Ni32AlTi、0Cr15Ni75Fe,完全(quan)(quan)可滿足壓(ya)(ya)水(shui)(shui)堆(dui)核電站(zhan)蒸(zheng)發器(qi)對材料耐(nai)(nai)全(quan)(quan)面(mian)(mian)腐(fu)蝕(shi)性能(neng)(neng)的要(yao)求(qiu)。

  2. 點蝕(shi)

   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(fu)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(shui)  

    新(xin)13號(hao)合金在(zai)含氯離子和氧的(de)高溫水中(zhong)（290～316℃）具(ju)有良好(hao)的(de)耐(nai)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)能(neng)，雙(shuang)U型(xing)(xing)(xing)試樣(yang)經10000小時(shi)靜態高壓釜試驗結(jie)果未產(chan)生(sheng)(sheng)應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)斷(duan)(duan)(duan)裂(lie)。在(zai)同樣(yang)的(de)試驗條(tiao)件下，18-8型(xing)(xing)(xing)不銹鋼在(zai)短時(shi)間(jian)(jian)(jian)內(nei)產(chan)生(sheng)(sheng)擊穿晶應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)斷(duan)(duan)(duan)裂(lie)，耐(nai)應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)斷(duan)(duan)(duan)裂(lie)性(xing)(xing)能(neng)較優(you)的(de)超低碳(tan)型(xing)(xing)(xing)Incloy800 (00Cr20Ni32AlTi)和Inconel600 (0Cr15Ni75Fe)合金也產(chan)生(sheng)(sheng)晶間(jian)(jian)(jian)型(xing)(xing)(xing)應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)斷(duan)(duan)(duan)裂(lie)，其斷(duan)(duan)(duan)裂(lie)壽命隨(sui)試驗條(tiao)件而異，前者最長的(de)斷(duan)(duan)(duan)裂(lie)時(shi)間(jian)(jian)(jian)為(wei)10000小時(shi)，后(hou)者僅(jin)為(wei)5000小時(shi)。在(zai)所(suo)試驗的(de)合金中(zhong)僅(jin)Inconel690 (0Cr30Ni60Fe10）與(yu)新(xin)13號(hao)合金未產(chan)生(sheng)(sheng)斷(duan)(duan)(duan)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 氧的高溫水中， 合(he)金(jin)(jin)產生嚴重潰爛和點蝕，而新13號合(he)金(jin)(jin)即不(bu)產生應力腐(fu)(fu)蝕，也不(bu)產生其他形式的局部腐(fu)(fu)蝕。

   圖(tu) 2-2-42 和 圖(tu) 2-2-43 的(de)試驗結果表(biao)明(ming)，新(xin)13號合金的(de)應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)能可與Inconel690 (0Cr30Ni60Fe10）相媲美。用新(xin)13號合金、18-8不(bu)(bu)銹鋼、超(chao)低碳Incoloy(00Cr20Ni32AlTi)以及Inconel 600等材料(liao)的(de)管材制(zhi)造的(de)蒸發器模擬體，經(jing)長期運行表(biao)明(ming)新(xin)13號合金耐蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)（點蝕(shi)(shi)(shi)、應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)(shi)等）遠優于(yu)18-8不(bu)(bu)銹鋼，也優于(yu)低碳Incoloy800和Inconel600合金，特別是并不(bu)(bu)承受工作應(ying)(ying)力(li)的(de)18-8型不(bu)(bu)銹鋼支撐管的(de)腐蝕(shi)(shi)(shi)（SCC、PC等）破損非常嚴重。

二、力學性能等其(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(li)性能

     新13號合金的(de)物(wu)理性能見表(biao) 2-2-18 

   3. 熱(re)加工及成型(xing)性(xing)能   

    新13號合(he)金(jin)(jin)的(de)熱(re)塑性試驗結果見圖(tu)(tu) 2-2-44 和 圖(tu)(tu) 2-2-45 。盡(jin)管此合(he)金(jin)(jin)較1Cr18Ni9Ti不(bu)銹鋼(gang)稍(shao)低(di)，但仍具有良好的(de)熱(re)變形性能，易于熱(re)加(jia)工。實(shi)驗室試驗和生(sheng)產實(shi)踐表明(ming)，合(he)金(jin)(jin)適宜的(de)段、軋熱(re)加(jia)工溫度為1000～1150℃。新13號合(he)金(jin)(jin)易于冷加(jia)工，其冷作硬化傾向低(di)于1Cr18Ni9Ti，見圖(tu)(tu) 2-2-46 。在設置制造過程(cheng)中的(de)冷、熱(re)成型性能類似一(yi)般(ban)奧氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)，其蒸發器U型傳熱(re)管中小R者需經消除應力處理。

   4. 焊(han)接性能(neng)  

   此(ci)合(he)金(jin)可焊(han)(han)性低于18-8不(bu)銹(xiu)鋼，但當選用的(de)填充(chong)金(jin)屬(shu)合(he)金(jin)焊(han)(han)接工藝時可獲得滿意的(de)焊(han)(han)接結果。此(ci)合(he)金(jin)的(de)抗裂(lie)性能與(yu)00Cr20Ni32AlTi和(he)0Cr15Ni75Fe相(xiang)當。為了(le)獲得良好的(de)可焊(han)(han)性并(bing)保(bao)證合(he)金(jin)的(de)優(you)良耐應(ying)力腐蝕性能，合(he)金(jin)中(zhong)的(de)雜質磷量應(ying)嚴加控制。此(ci)合(he)金(jin)可采用焊(han)(han)接不(bu)銹(xiu)鋼的(de)通用方法(fa)進行焊(han)(han)接，無特(te)殊困(kun)難。

   5. 熱處理工藝  

   此合金熱(re)處理工(gong)藝(yi)簡單，經固(gu)溶處理后(hou)快冷(leng)即可(ke)，但蒸發器中(zhong)U型傳(chuan)熱(re)管彎曲半(ban)徑較大者也(ye)需要進行消除(chu)應力處理。

三(san)、應用

  新13號合(he)金耐蝕(shi)、力學性能等優良(liang)，熱處理工藝(yi)簡(jian)單(dan)，冷、熱加工，焊接(jie)等工藝(yi)性能良(liang)好，可(ke)以生產(chan)板(ban)、管、絲(si)、帶(dai)、鍛件(jian)等冶金產(chan)品。此合(he)金主要用于壓水堆(dui)核電廠的蒸汽發(fa)生器(qi)的傳熱管，也(ye)可(ke)用于化學、石(shi)化等工業中(zhong)耐應(ying)力腐(fu)蝕(shi)的各(ge)種熱交換(huan)器(qi)等換(huan)熱設(she)備。