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NS 1103 (00Cr25Ni35AlTi)

 根据研究镍、铬对Ni-Fe-Cr合金耐应力腐蚀性能的影响的大量实验结果，国内20世纪70年代发展了一种含氯离子和氧的高温水中耐应力腐蚀性能优于18-8型不锈钢和00Cr20Ni32Fe（Incoloy 800)、0Cr15Ni75Fe（Inconel 600)的新合金（新13号),此合金在含1%和10%NaOH的高温水中也具有良好的性能，它是一种适于压水堆核电站蒸发器的新型材料，也适用于Cr18-Ni8型奥氏体不锈钢易产生应力腐蚀的化工、石化等环境中的各种热交换器等设备。

一、耐腐蚀性能

  1. 全面腐蚀

  在压水堆高温水介质中，合金和不锈钢的全面腐蚀性能也是一重要技术指标，耐全面腐蚀性能好坏是影响一、二回路系统工作介质污染程度的关键数据。新13号合金在高温水中的全面腐蚀性能数据如下表，数据表明它的耐全面腐蚀性能接近于18-8、00Cr20Ni32AlTi、0Cr15Ni75Fe,完全可满足压水堆核电站蒸发器对材料耐全面腐蚀性能的要求。

  2. 点蚀

   在35℃，5%NaCl+0.005mol/L 硫酸的水溶液中测得的新13号合金的点蚀击穿电位时间结果，与在同样条件下试验的其他合金比较，新13号的耐点蚀性能优于18-8型不锈钢，也优于00Cr20Ni32AlTi(I-800)和0Cr15Ni75Fe（I-600）合金。在40℃，10%FeCl₃+0.05mol/L HCl的试验也证实了上述试验结果。在pH=7的含硼高温水中，经4000～5000h试验未见新13号合金产生点蚀。

  3. 晶间腐蚀

  在严格控制合金中的C≤0.03%，Ti/C≥8，并具有细微组织结果的前提下，新13号合金可通过GB 1223-84 规定的方法检验；在含硼为700～800ppm,H₂为10～80g/kg水、Li为1.6～2.4mg/L、pH=7、温度为335℃的动水回路中，以及pH=7、300℃高纯水中，敏化态合金管和管材焊接接头均未见晶间腐蚀现象。然而由于合金含碳量很低，在管材生产过程中，当采用不恰当的润滑和脱脂工艺时，此合金易通过热处理而渗碳，这种渗碳层在酸洗时会产生晶间腐蚀，应予以注意。

 4. 应力腐蚀

   a. 高温水  

    新13号合金在含氯离子和氧的高温水中（290～316℃）具有良好的耐力腐蚀性能，双U型试样经10000小时静态高压釜试验结果未产生应力腐蚀断裂。在同样的试验条件下，18-8型不锈钢在短时间内产生击穿晶应力腐蚀断裂，耐应力腐蚀断裂性能较优的超低碳型Incloy800 (00Cr20Ni32AlTi)和Inconel600 (0Cr15Ni75Fe)合金也产生晶间型应力腐蚀断裂，其断裂寿命随试验条件而异，前者最长的断裂时间为10000小时，后者仅为5000小时。在所试验的合金中仅Inconel690 (0Cr30Ni60Fe10）与新13号合金未产生断裂。

   b. 含NaOH的高温水   

   在两种含NaOH高温水中，新13号合金的应力腐蚀性能见图 2-2-43。在含1%NaOH、8ppm 氧的高温水中，新13号合金 5000小时试验后未产生应力腐蚀，而18-8型不锈钢、低碳 Incoloy800 和Inconel600 合金均产生应力腐蚀断裂。在含 10% NaOH、8ppm 氧的高温水中， 合金产生严重溃烂和点蚀，而新13号合金即不产生应力腐蚀，也不产生其他形式的局部腐蚀。

   图 2-2-42 和 图 2-2-43 的试验结果表明，新13号合金的应力腐蚀性能可与Inconel690 (0Cr30Ni60Fe10）相媲美。用新13号合金、18-8不锈钢、超低碳Incoloy(00Cr20Ni32AlTi)以及Inconel 600等材料的管材制造的蒸发器模拟体，经长期运行表明新13号合金耐蚀性（点蚀、应力腐蚀等）远优于18-8不锈钢，也优于低碳Incoloy800和Inconel600合金，特别是并不承受工作应力的18-8型不锈钢支撑管的腐蚀（SCC、PC等）破损非常严重。

二、力学性能等其他性能

    1. 力学性能

   新13号合金的室温和高温力学性能如下表，由表中数据可知，此合金的力学性能接近于超低碳Incoloy800合金，且随固溶处理温度的提高而降低。

    2.  物理性能

     新13号合金的物理性能见表 2-2-18 

   3. 热加工及成型性能   

    新13号合金的热塑性试验结果见图 2-2-44 和 图 2-2-45 。尽管此合金较1Cr18Ni9Ti不锈钢稍低，但仍具有良好的热变形性能，易于热加工。实验室试验和生产实践表明，合金适宜的段、轧热加工温度为1000～1150℃。新13号合金易于冷加工，其冷作硬化倾向低于1Cr18Ni9Ti，见图 2-2-46 。在设置制造过程中的冷、热成型性能类似一般奥氏体不锈钢，其蒸发器U型传热管中小R者需经消除应力处理。

   4. 焊接性能  

   此合金可焊性低于18-8不锈钢，但当选用的填充金属合金焊接工艺时可获得满意的焊接结果。此合金的抗裂性能与00Cr20Ni32AlTi和0Cr15Ni75Fe相当。为了获得良好的可焊性并保证合金的优良耐应力腐蚀性能，合金中的杂质磷量应严加控制。此合金可采用焊接不锈钢的通用方法进行焊接，无特殊困难。

   5. 热处理工艺  

   此合金热处理工艺简单，经固溶处理后快冷即可，但蒸发器中U型传热管弯曲半径较大者也需要进行消除应力处理。

三、应用

  新13号合金耐蚀、力学性能等优良，热处理工艺简单，冷、热加工，焊接等工艺性能良好，可以生产板、管、丝、带、锻件等冶金产品。此合金主要用于压水堆核电厂的蒸汽发生器的传热管，也可用于化学、石化等工业中耐应力腐蚀的各种热交换器等换热设备。