推荐电站蒸汽发生器传热管材料NS3105镍铬铁合金的分析与研究

推荐电站蒸汽发生器传热管材料NS3105镍铬铁合金的分析与研究

上海隆进特钢认为NS3105对应ALLOY690合金主要是新一代压水堆蒸汽发生器传热管材料，其镍基合金含铬量27.0-31.0%，含镍量约为59%的镍基合金，镍基合金具有优良的抗晶间腐蚀和抗晶间应力腐蚀开裂的能力。压水堆电站蒸汽发生器传热管用材料经过了一个发展历程，包括304奥氏体不锈钢、600合金、800合金和690合金。对600合金服役中的腐蚀失效研究表明，晶间腐蚀和晶间应力腐蚀开裂是主要问题，合金作为压水堆电站蒸汽发生器传热管材料，从上世纪90年代投入使用以来还没有发现破损的报道，效果非常好。

NS3105化学成分：

碳C：≤0.015-0.03

铬Cr：27~37

镍Ni：基

铁Fe：7~11

锰Mn：≤0.50

硅Si：≤0.50

磷P：≤0.02

硫 S：≤0.015

铜Cu：≤0.2

磷 P：0.015

铝 Al：0.5

硫 S：0.01

钛 Ti：0.5

氮 N：0.05

硼 B：0.005

铌 Nb：0.1

钼 Mo：0.1

钴 Co：0.05

合金元素性能一览表：

镍(Ni)：镍能提高钢的强度，而又保持良好的塑性和韧性。镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力，在高温下有防锈和耐热能力。但由于镍是较稀缺的资源，故应尽量采用其他合金元素代用镍铬钢。

铬（Cr）：在结构钢和工具钢中，铬能显著提高强度、硬度和耐磨性，但同时降低塑性和韧性。铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性，因而是不锈钢，耐热钢的重要合金元素。

钼(Mo)：钼能使钢的晶粒细化，提高淬透性和热强性能，在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力(长期在高温下受到应力，发生变形，称蠕变)。结构钢中加入钼，能提高机械性能。 还可以抑制合金钢由于火而引起的脆性。在工具钢中可提高红性。

钴(Co)：钴是稀有的贵重金属，多用于特殊钢和合金中，如热强钢和磁性材料。

钨(W)：钨熔点高，比重大，是贵生的合金元素。钨与碳形成碳化钨有很高的硬度和耐磨性。在工具钢加钨，可显著提高红硬性和热强性，作切削工具及锻模具用。

钛(Ti)：钛是钢中强脱氧剂。它能使钢的内部组织致密，细化晶粒力；降低时效敏感性和冷脆性。改善焊接性能。在铬18镍9奥氏体不锈钢中加入适当的钛，可避免晶间腐蚀。

钒(V)：钒是钢的优良脱氧剂。钢中加0.5%的钒可细化组织晶粒，提高强度和韧性。钒与碳形成的碳化物，在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力。

铌(Nb)：铌能细化晶粒和降低钢的过热敏感性及回火脆性，提高强度，但塑性和韧性有所下降。在普通低合金钢中加铌，可提高抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀能力。铌可改善焊接性能。在奥氏体不锈钢中加铌，可防止晶间腐蚀现象。在铁基中加入以铌为主的微合金元素组成的合金。铌属难熔金属，熔点为2467℃，在1093～1427℃温度范围内强度较高。同钨合金和钼合金相比，铌合金塑性好，加工和焊接性能优良，因而能制成薄板和外形复杂的零件，可用作航天和航空工业的热防护和结构材料。铌合金的工业生产，首先将粉末制成合金坯条，然后进行高温烧结法或熔铸法获得锭坯或铸件，但以熔铸法用得最多，熔铸法又以电子东熔炼和电弧炉熔炼为主。铌合金在低温下（-196℃）仍有较好的塑性。同钼和钨相比，铌的合金元素种类多，加入量高。铜(Cu)：武钢用大冶矿石所炼的钢，往往含有铜。铜能提高强度和韧性，特别是大气腐蚀性能。缺点是在热加工时容易产生热脆，铜含量超过0.5%塑性显著降低。当铜含量小于0.50%对焊接性无影响。

铝(Al)：铝是钢中常用的脱氧剂。钢中加入少量的铝，可细化晶粒，提高冲击韧性，如作深冲薄板的08Al钢。铝还具有抗氧化性和抗腐蚀性能，铝与铬、硅合用，可显著提高钢的高温不起皮性能和耐高温腐蚀的能力。铝的缺点是影响钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性能。

NS3105合金具有优良的抗晶间腐蚀和抗晶间应力腐蚀开裂的能力,主要用于压水堆核电站蒸汽发生器传热管材料。压水堆核电站蒸汽发生器传热管用材料经过了一个发展历程，包括304奥氏体不锈钢、600合金、800合金和690合金。对600合金服役中的腐蚀失效研究表明,晶间腐蚀和晶间应力腐蚀开裂是主要问题。690合金作为压水堆核电站蒸汽发生器传热管材料,从上世纪90年代投入使用以来还没有发现破损的报道。

NS3105物理性能（退火）：密度：8.19g/cm3（克/立方厘米），比热：450Joules/kg/°C(0-100℃)（焦/千克/摄氏度），熔点：1377-1343℃。

NS3105机械性能：抗拉强度(MPA)RmN/mm2≥710。屈服强度（MPA)RP0.2N/mm2≥310，延伸率A5%≥35，布氏硬度（HB）≥8。

NS3105规格与供应状态：无缝管：固溶+酸白，长度可定尺；板材：固溶、酸洗、切边；焊管：固溶酸白+RT%探伤，锻件：退火+车光；棒材以锻轧状态、表面磨光或车光；带材经冷轧、固溶软态、去氧化皮交货；丝材以固溶酸洗盘状或直条状、固溶直条细磨光状态交货。

按照合金的基本成形方式或特殊用途，将合金分为：→（变形高温合金）。→（铸造高温合金）。→(等轴晶铸造高温合金）。→（定向凝固柱晶高温合金及单晶高温合金钢)。→（焊接用高温合金丝）。→（粉末冶金高温合金和弥散强化高温合金）。

NS3105主要应用：主要用于压水堆电站蒸汽发生器传热管材料，是蒸汽发生器的技术。目前，我国已经运行的压水堆电站机组中，只有秦山一期使用了800合金，秦山二期、大亚湾和岭澳核电站都使用690合金作为蒸汽发生器传热管材料。大部分在建和规划中的电站也都采用690合金作为蒸汽发生器传热管材料。 当然也可以用于处理硝酸、硝酸加氢氟酸等化工设备和部件，如容器、塔、槽和管道等，那你如在选材时可以致电上海隆进特钢公司。