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NS 1103 (00Cr25Ni35AlTi)

 根(gen)據研究鎳、鉻(ge)對Ni-Fe-Cr合(he)金(jin)耐應(ying)力(li)腐蝕性能的(de)影響的(de)大量實驗結果，國內20世紀(ji)70年代發展了一(yi)種含氯(lv)離子(zi)和(he)(he)氧的(de)高溫水中(zhong)耐應(ying)力(li)腐蝕性能優于(yu)18-8型不(bu)銹鋼和(he)(he)00Cr20Ni32Fe（Incoloy 800)、0Cr15Ni75Fe（Inconel 600)的(de)新(xin)合(he)金(jin)（新(xin)13號),此合(he)金(jin)在含1%和(he)(he)10%NaOH的(de)高溫水中(zhong)也具有良好(hao)的(de)性能，它(ta)是一(yi)種適于(yu)壓水堆(dui)核電站蒸發器的(de)新(xin)型材料(liao)，也適用于(yu)Cr18-Ni8型奧(ao)氏體不(bu)銹鋼易產生應(ying)力(li)腐蝕的(de)化工、石化等環境中(zhong)的(de)各種熱交換器等設備(bei)。

一(yi)、耐(nai)腐(fu)蝕性能

  1. 全面腐蝕

  在(zai)壓水堆(dui)高溫水介質(zhi)中(zhong)，合金和不(bu)銹鋼的全面(mian)腐(fu)(fu)蝕性(xing)(xing)能(neng)(neng)也是(shi)一(yi)重(zhong)要技術指標，耐全面(mian)腐(fu)(fu)蝕性(xing)(xing)能(neng)(neng)好壞是(shi)影響一(yi)、二回路系統工作介質(zhi)污染(ran)程度的關鍵(jian)數據(ju)。新13號合金在(zai)高溫水中(zhong)的全面(mian)腐(fu)(fu)蝕性(xing)(xing)能(neng)(neng)數據(ju)如下表，數據(ju)表明(ming)它的耐全面(mian)腐(fu)(fu)蝕性(xing)(xing)能(neng)(neng)接近于18-8、00Cr20Ni32AlTi、0Cr15Ni75Fe,完全可滿足壓水堆(dui)核電站蒸(zheng)發器對材料(liao)耐全面(mian)腐(fu)(fu)蝕性(xing)(xing)能(neng)(neng)的要求。

  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. 晶間(jian)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. 應力腐蝕

   a. 高溫水  

    新13號(hao)合(he)(he)金(jin)在(zai)含氯離子和氧的高溫(wen)水中（290～316℃）具有(you)良(liang)好的耐力(li)腐蝕(shi)(shi)性能(neng)，雙U型試樣經10000小時(shi)(shi)靜態高壓釜試驗(yan)結果未(wei)(wei)產生應(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)。在(zai)同樣的試驗(yan)條件(jian)下，18-8型不銹鋼(gang)在(zai)短時(shi)(shi)間內產生擊穿晶(jing)應(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)，耐應(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)性能(neng)較優的超低碳型Incloy800 (00Cr20Ni32AlTi)和Inconel600 (0Cr15Ni75Fe)合(he)(he)金(jin)也(ye)產生晶(jing)間型應(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)，其(qi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)壽命隨(sui)試驗(yan)條件(jian)而異，前者最長的斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)時(shi)(shi)間為10000小時(shi)(shi)，后者僅(jin)為5000小時(shi)(shi)。在(zai)所試驗(yan)的合(he)(he)金(jin)中僅(jin)Inconel690 (0Cr30Ni60Fe10）與新13號(hao)合(he)(he)金(jin)未(wei)(wei)產生斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)。

   b. 含NaOH的高(gao)溫(wen)水(shui)   

   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)金產(chan)生(sheng)嚴重潰爛和(he)點(dian)蝕，而(er)新13號(hao)合(he)金即不(bu)產(chan)生(sheng)應力腐蝕，也不(bu)產(chan)生(sheng)其他形式的局部腐蝕。

   圖 2-2-42 和(he) 圖 2-2-43 的(de)(de)(de)試驗(yan)結果(guo)表明，新(xin)13號(hao)合(he)金的(de)(de)(de)應力腐蝕(shi)(shi)性(xing)能可(ke)與Inconel690 (0Cr30Ni60Fe10）相媲(pi)美。用新(xin)13號(hao)合(he)金、18-8不銹鋼、超低碳Incoloy(00Cr20Ni32AlTi)以及Inconel 600等材(cai)料的(de)(de)(de)管材(cai)制造的(de)(de)(de)蒸發器模(mo)擬(ni)體，經長期運行(xing)表明新(xin)13號(hao)合(he)金耐蝕(shi)(shi)性(xing)（點蝕(shi)(shi)、應力腐蝕(shi)(shi)等）遠(yuan)優于18-8不銹鋼，也優于低碳Incoloy800和(he)Inconel600合(he)金，特別是(shi)并不承(cheng)受工作(zuo)應力的(de)(de)(de)18-8型不銹鋼支撐管的(de)(de)(de)腐蝕(shi)(shi)（SCC、PC等）破損非(fei)常嚴重。

二、力(li)學性(xing)能等其他性(xing)能

    1. 力學(xue)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(li)性能

     新13號合金的(de)物理性能見表 2-2-18 

   3. 熱加工及成(cheng)型性能(neng)   

    新13號(hao)合(he)金的(de)熱(re)塑性試(shi)(shi)驗(yan)結果見(jian)圖(tu) 2-2-44 和(he) 圖(tu) 2-2-45 。盡(jin)管此合(he)金較(jiao)1Cr18Ni9Ti不銹鋼稍低，但(dan)仍具有良好的(de)熱(re)變形性能(neng)，易(yi)于熱(re)加工(gong)。實驗(yan)室試(shi)(shi)驗(yan)和(he)生產實踐表明，合(he)金適宜(yi)的(de)段、軋熱(re)加工(gong)溫度為1000～1150℃。新13號(hao)合(he)金易(yi)于冷(leng)加工(gong)，其冷(leng)作硬化傾向低于1Cr18Ni9Ti，見(jian)圖(tu) 2-2-46 。在設置制(zhi)造(zao)過程中(zhong)的(de)冷(leng)、熱(re)成(cheng)型(xing)性能(neng)類似一般奧氏體(ti)不銹鋼，其蒸發(fa)器(qi)U型(xing)傳熱(re)管中(zhong)小R者(zhe)需經消除應力(li)處理。

   4. 焊接性能(neng)  

   此(ci)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)可焊性(xing)低于18-8不銹鋼(gang)，但當選用(yong)(yong)的(de)填充金(jin)(jin)屬合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)焊接(jie)(jie)工藝時可獲(huo)得(de)滿(man)意的(de)焊接(jie)(jie)結(jie)果。此(ci)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)抗裂性(xing)能(neng)與00Cr20Ni32AlTi和(he)0Cr15Ni75Fe相(xiang)當。為了(le)獲(huo)得(de)良好的(de)可焊性(xing)并(bing)保證合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)優良耐(nai)應力(li)腐蝕性(xing)能(neng)，合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)中的(de)雜(za)質磷量應嚴加控制。此(ci)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)可采用(yong)(yong)焊接(jie)(jie)不銹鋼(gang)的(de)通用(yong)(yong)方(fang)法進行焊接(jie)(jie)，無特殊困難(nan)。

   5. 熱處理工藝  

   此合金(jin)熱(re)處理工藝簡(jian)單，經固(gu)溶(rong)處理后快冷即可，但蒸(zheng)發器(qi)中U型傳(chuan)熱(re)管彎曲(qu)半徑較(jiao)大者也需要進行消(xiao)除應(ying)力處理。

三(san)、應用(yong)

  新13號(hao)合金(jin)耐(nai)蝕、力學(xue)性(xing)能等(deng)優(you)良(liang)，熱(re)(re)處(chu)理工藝簡單，冷、熱(re)(re)加(jia)工，焊接等(deng)工藝性(xing)能良(liang)好，可以生產(chan)板、管(guan)、絲、帶、鍛件等(deng)冶金(jin)產(chan)品。此合金(jin)主要用于壓水堆(dui)核電廠的蒸汽發(fa)生器的傳熱(re)(re)管(guan)，也可用于化學(xue)、石化等(deng)工業中(zhong)耐(nai)應(ying)力腐(fu)蝕的各(ge)種(zhong)熱(re)(re)交換(huan)器等(deng)換(huan)熱(re)(re)設備。