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NS 315
NS 315是一種在壓水堆蒸發(fā)器傳熱管工況條件下，耐應力腐蝕等性能更為優(yōu)良的新三代合金。此合金自1972年公開發(fā)表至今已近40年。它實際上是在OCr15Ni75Fe (Inconel 600)合金基礎上提高鉻含量的一種改進型合金。自1982年起，此合金開始制造壓水動力堆的蒸發(fā)器U型管，目前國外已廣泛用于壓水堆核電廠的蒸發(fā)器中并開始在堆內構件的一些部件上應用。目前，國內自國外已大量引進的大型壓水堆核電廠的蒸發(fā)器傳熱管也均采用此合金。
化學成分和組織特點
用途 | C | Ni | Cr | Fe | Si | Mn | S | P | Cu | Co | B |
標準成分 | ≤0.05 | ≥58 | 27~31 | 7~8 | ≤0.50 | ≤0.50 | ≤0.015 | — | ≤0.50 | — | — |
核蒸發(fā)器用 | ≤0.04 | ≥58 | 28~31 | 7~11 | ≤0.50 | ≤0.50 | ≤0.015 | — | ≤0.50 | ≤0.10 | — |
法國蒸發(fā)器用 | 0.01~0.03 | ≥58 | 28~31 | 8~11 | ≤0.50 | ≤0.50 | ≤0.015 | ≤0.015 | ≤0.50 | ≤0.035① | ≤0.003 |
此合金固態(tài)為純奧氏體組織。由于碳在此合金中的溶解度很低。所以也常有M23C6等碳化物存在，特別是在敏化態(tài)（或焊后）更會有較大量碳化物析出，有時還有碳氮化物。當合金中含有鈦時，還會有氮化鈦存在。由于此合金組織穩(wěn)定，即使經(jīng)過中溫加熱達12000h以上，也未見有σ脆性相析出。
冷、熱加工性能
NS 315合金的熱加工一般在1040～1230℃進行，低的熱變形溫度不低于870℃。
此合金的冷加工成型性與前述0Cr15Ni75Fe合金相似。
焊接性能
NS 315合金的焊接性能良好。它可采用lCr15Ni65Mn7Nb2焊條和lCr20Ni67Mn3Nb2焊絲進體保護焊接。當NS 315用于HN03 HF酸中時，則需要選用lCr21Ni65Mn9Nb4焊條和lCr21Ni65Mn9Nb4焊絲進行焊接。焊接規(guī)范與焊接高鎳合金基本相同。
熱處理工藝
若在固溶處理態(tài)使用，NS 315合金的熱處理工藝為1000～1100℃加熱保溫后快冷。供壓水核反應堆蒸發(fā)器傳熱管使用的Inconel 690合金則根據(jù)前述0Cr15Ni75Fe (Inconel 600)的經(jīng)驗，需采用固溶處理十脫敏處理的熱處理工藝。脫敏處理溫度為~720℃ 5～15h時效后冷卻，NS 315合金管材彎成U型管后對于小R的U型管尚需進行消除應力熱處理。
應用
20世紀80年代，NS 315合金開始制造蒸發(fā)器，1991年，法國采用此合金的大型壓水堆核 電站(1450MW)的四臺蒸發(fā)器投入了商業(yè)運行。雖然在模擬蒸發(fā)器工況下，國內外對此合金性能的評估仍在進行，但總的來說，已投入運行的NS 315合金制蒸發(fā)器的運行情況良好。我國自法國引進的大亞灣和嶺澳核電站的蒸發(fā)器的傳熱管均為NS 315合金管材 制造。 目前NS 315合金已擴大用于制造壓水堆壓力容器的穿透件和控制棒驅動機構的零部件代替0Cr18Ni10、0Cr18Ni10Ti和0Cr15Ni75Fe。國外已開始用NS 315合金全面代替壓水堆原用的0Cr15Ni75Fe，俄羅斯雖然仍然采用價廉的0Cr18Ni10Ti不銹鋼做臥式蒸發(fā)器的傳熱管，但要防止水質超標，或蒸發(fā)器在沿海海洋大氣中維護不當，否則其傳熱管易產生應力腐蝕破壞的危險。
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