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NS 1103 (00Cr25Ni35AlTi)

 根據研究鎳、鉻對Ni-Fe-Cr合(he)(he)金耐應(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)(shi)性能(neng)(neng)的(de)(de)影響的(de)(de)大量實驗(yan)結果(guo)，國內20世紀70年代發展了(le)一(yi)種含氯(lv)離子和(he)(he)氧的(de)(de)高溫水(shui)(shui)中耐應(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)(shi)性能(neng)(neng)優于18-8型不銹鋼(gang)(gang)和(he)(he)00Cr20Ni32Fe（Incoloy 800)、0Cr15Ni75Fe（Inconel 600)的(de)(de)新(xin)合(he)(he)金（新(xin)13號),此(ci)合(he)(he)金在含1%和(he)(he)10%NaOH的(de)(de)高溫水(shui)(shui)中也具(ju)有良(liang)好的(de)(de)性能(neng)(neng)，它是一(yi)種適于壓(ya)水(shui)(shui)堆核電(dian)站蒸發器的(de)(de)新(xin)型材料，也適用于Cr18-Ni8型奧氏(shi)體不銹鋼(gang)(gang)易產生應(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)(shi)的(de)(de)化(hua)工、石(shi)化(hua)等(deng)環境中的(de)(de)各種熱交換器等(deng)設(she)備(bei)。

一、耐(nai)腐蝕(shi)性能

  1. 全面腐蝕

  在壓水(shui)(shui)堆高溫(wen)水(shui)(shui)介質中，合金(jin)(jin)和(he)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)全面(mian)腐蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng)(neng)也是一重要(yao)技術指(zhi)標，耐(nai)(nai)(nai)全面(mian)腐蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng)(neng)好壞是影響(xiang)一、二回路系統工(gong)作介質污(wu)染程度的(de)關鍵(jian)數據(ju)。新13號合金(jin)(jin)在高溫(wen)水(shui)(shui)中的(de)全面(mian)腐蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng)(neng)數據(ju)如下表，數據(ju)表明它的(de)耐(nai)(nai)(nai)全面(mian)腐蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng)(neng)接近于18-8、00Cr20Ni32AlTi、0Cr15Ni75Fe,完(wan)全可(ke)滿足壓水(shui)(shui)堆核電站蒸發器對材料(liao)耐(nai)(nai)(nai)全面(mian)腐蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng)(neng)的(de)要(yao)求(qiu)。

  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(ying)力(li)腐蝕

   a. 高溫水  

    新(xin)13號合金在(zai)含氯離子和氧的高(gao)溫(wen)水(shui)中（290～316℃）具有良好的耐力(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕性能，雙U型(xing)試(shi)樣經10000小時(shi)靜態高(gao)壓釜試(shi)驗(yan)(yan)(yan)結(jie)果未產生應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕斷(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)。在(zai)同樣的試(shi)驗(yan)(yan)(yan)條件下，18-8型(xing)不銹鋼在(zai)短時(shi)間內產生擊穿晶應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕斷(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)，耐應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕斷(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)性能較(jiao)優的超低(di)碳型(xing)Incloy800 (00Cr20Ni32AlTi)和Inconel600 (0Cr15Ni75Fe)合金也產生晶間型(xing)應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕斷(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)，其斷(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)壽命隨試(shi)驗(yan)(yan)(yan)條件而異，前(qian)者最長的斷(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)時(shi)間為(wei)10000小時(shi)，后者僅為(wei)5000小時(shi)。在(zai)所試(shi)驗(yan)(yan)(yan)的合金中僅Inconel690 (0Cr30Ni60Fe10）與新(xin)13號合金未產生斷(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)。

   b. 含NaOH的高(gao)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(de)高(gao)溫(wen)水(shui)中， 合(he)金產生(sheng)嚴(yan)重(zhong)潰爛和點蝕(shi)(shi)，而新(xin)13號合(he)金即不產生(sheng)應(ying)力腐蝕(shi)(shi)，也不產生(sheng)其他形式的(de)局部腐蝕(shi)(shi)。

   圖 2-2-42 和 圖 2-2-43 的試驗結果表(biao)明(ming)(ming)，新(xin)13號合(he)(he)金(jin)的應(ying)力腐蝕(shi)(shi)性能可(ke)與Inconel690 (0Cr30Ni60Fe10）相媲美。用新(xin)13號合(he)(he)金(jin)、18-8不銹鋼、超(chao)低碳Incoloy(00Cr20Ni32AlTi)以及Inconel 600等(deng)材料的管材制(zhi)造的蒸發器模擬體，經長期(qi)運行(xing)表(biao)明(ming)(ming)新(xin)13號合(he)(he)金(jin)耐蝕(shi)(shi)性（點蝕(shi)(shi)、應(ying)力腐蝕(shi)(shi)等(deng)）遠優于18-8不銹鋼，也優于低碳Incoloy800和Inconel600合(he)(he)金(jin)，特別是(shi)并不承受工(gong)作應(ying)力的18-8型不銹鋼支撐管的腐蝕(shi)(shi)（SCC、PC等(deng)）破損非常嚴重(zhong)。

二、力學性(xing)能等其他(ta)性(xing)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(wu)理性能

     新13號合(he)金的物(wu)理性能見表(biao) 2-2-18 

   3. 熱加工(gong)及成(cheng)型性能   

    新13號(hao)合(he)金的(de)熱(re)塑性試驗結果見圖 2-2-44 和(he) 圖 2-2-45 。盡管此合(he)金較(jiao)1Cr18Ni9Ti不(bu)銹鋼(gang)稍低，但(dan)仍具有良好的(de)熱(re)變(bian)形性能，易(yi)于(yu)熱(re)加工(gong)(gong)。實驗室試驗和(he)生產實踐表明，合(he)金適(shi)宜的(de)段、軋(ya)熱(re)加工(gong)(gong)溫(wen)度(du)為1000～1150℃。新13號(hao)合(he)金易(yi)于(yu)冷(leng)加工(gong)(gong)，其冷(leng)作硬化傾向低于(yu)1Cr18Ni9Ti，見圖 2-2-46 。在設置制(zhi)造(zao)過程中的(de)冷(leng)、熱(re)成型性能類似一般奧氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)，其蒸(zheng)發(fa)器U型傳熱(re)管中小R者(zhe)需經消(xiao)除應力處理。

   4. 焊接性能(neng)  

   此合金(jin)(jin)可焊(han)性(xing)低于18-8不銹(xiu)鋼(gang)(gang)，但當選用的(de)(de)填充金(jin)(jin)屬合金(jin)(jin)焊(han)接工藝時可獲得滿意(yi)的(de)(de)焊(han)接結果(guo)。此合金(jin)(jin)的(de)(de)抗裂性(xing)能(neng)與(yu)00Cr20Ni32AlTi和(he)0Cr15Ni75Fe相(xiang)當。為了(le)獲得良好(hao)的(de)(de)可焊(han)性(xing)并保證合金(jin)(jin)的(de)(de)優良耐應(ying)力腐蝕性(xing)能(neng)，合金(jin)(jin)中的(de)(de)雜質磷(lin)量應(ying)嚴加控制。此合金(jin)(jin)可采用焊(han)接不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)通用方法進行焊(han)接，無特殊(shu)困(kun)難。

   5. 熱處理(li)工藝  

   此合(he)金(jin)熱處(chu)理工(gong)藝(yi)簡單，經固溶處(chu)理后快冷(leng)即可，但蒸發器(qi)中U型傳熱管彎曲(qu)半(ban)徑較大者(zhe)也需要進行(xing)消除應力處(chu)理。

三、應用

  新13號合金(jin)耐蝕、力(li)學性能(neng)等優良，熱(re)處理工(gong)藝簡單，冷、熱(re)加工(gong)，焊接(jie)等工(gong)藝性能(neng)良好，可以生(sheng)產(chan)板、管、絲、帶(dai)、鍛件等冶(ye)金(jin)產(chan)品。此合金(jin)主要(yao)用于壓(ya)水堆(dui)核電(dian)廠的(de)蒸汽(qi)發生(sheng)器(qi)(qi)的(de)傳熱(re)管，也(ye)可用于化學、石化等工(gong)業中耐應力(li)腐蝕的(de)各種(zhong)熱(re)交換(huan)器(qi)(qi)等換(huan)熱(re)設備(bei)。