傳熱管材料資訊Alloy 690鎳鉻鐵合金的分析與研究

上海隆進(jìn)特鋼認(rèn)為Alloy 690對(duì)應(yīng)ALLOY690合金主要是新一代壓水堆蒸汽發(fā)生器傳熱管材料，其鎳基合金含鉻量27.0-31.0%，含鎳量約為59%的鎳基合金，鎳基合金具有優(yōu)良的抗晶間腐蝕和抗晶間應(yīng)力腐蝕開裂的能力。壓水堆電站蒸汽發(fā)生器傳熱管用材料經(jīng)過了一個(gè)發(fā)展歷程，包括304奧氏體不銹鋼、600合金、800合金和690合金。對(duì)600合金服役中的腐蝕失效研究表明，晶間腐蝕和晶間應(yīng)力腐蝕開裂是主要問題，合金作為壓水堆電站蒸汽發(fā)生器傳熱管材料，從上世紀(jì)90年代投入使用以來還沒有發(fā)現(xiàn)破損的報(bào)道，效果非常好。

Alloy 690化學(xué)成分：

碳C：≤0.015-0.03

鉻Cr：27~37

鎳Ni：基

鐵Fe：7~11

錳Mn：≤0.50

硅Si：≤0.50

磷P：≤0.02

硫 S：≤0.015

銅Cu：≤0.2

磷 P：0.015

鋁 Al：0.5

硫 S：0.01

鈦 Ti：0.5

氮 N：0.05

硼 B：0.005

鈮 Nb：0.1

鉬 Mo：0.1

鈷 Co：0.05

合金元素性能一覽表：

鎳(Ni)：鎳能提高鋼的強(qiáng)度，而又保持良好的塑性和韌性。鎳對(duì)酸堿有較高的耐腐蝕能力，在高溫下有防銹和耐熱能力。但由于鎳是較稀缺的資源，故應(yīng)盡量采用其他合金元素代用鎳鉻鋼。

鉻（Cr）：在結(jié)構(gòu)鋼和工具鋼中，鉻能顯著提高強(qiáng)度、硬度和耐磨性，但同時(shí)降低塑性和韌性。鉻又能提高鋼的抗氧化性和耐腐蝕性，因而是不銹鋼，耐熱鋼的重要合金元素。

鉬(Mo)：鉬能使鋼的晶粒細(xì)化，提高淬透性和熱強(qiáng)性能，在高溫時(shí)保持足夠的強(qiáng)度和抗蠕變能力(長(zhǎng)期在高溫下受到應(yīng)力，發(fā)生變形，稱蠕變)。結(jié)構(gòu)鋼中加入鉬，能提高機(jī)械性能。 還可以抑制合金鋼由于火而引起的脆性。在工具鋼中可提高紅性。

鈷(Co)：鈷是稀有的貴重金屬，多用于特殊鋼和合金中，如熱強(qiáng)鋼和磁性材料。

鎢(W)：鎢熔點(diǎn)高，比重大，是貴生的合金元素。鎢與碳形成碳化鎢有很高的硬度和耐磨性。在工具鋼加鎢，可顯著提高紅硬性和熱強(qiáng)性，作切削工具及鍛模具用。

鈦(Ti)：鈦是鋼中強(qiáng)脫氧劑。它能使鋼的內(nèi)部組織致密，細(xì)化晶粒力；降低時(shí)效敏感性和冷脆性。改善焊接性能。在鉻18鎳9奧氏體不銹鋼中加入適當(dāng)?shù)拟?，可避免晶間腐蝕。

釩(V)：釩是鋼的優(yōu)良脫氧劑。鋼中加0.5%的釩可細(xì)化組織晶粒，提高強(qiáng)度和韌性。釩與碳形成的碳化物，在高溫高壓下可提高抗氫腐蝕能力。

鈮(Nb)：鈮能細(xì)化晶粒和降低鋼的過熱敏感性及回火脆性，提高強(qiáng)度，但塑性和韌性有所下降。在普通低合金鋼中加鈮，可提高抗大氣腐蝕及高溫下抗氫、氮、氨腐蝕能力。鈮可改善焊接性能。在奧氏體不銹鋼中加鈮，可防止晶間腐蝕現(xiàn)象。在鐵基中加入以鈮為主的微合金元素組成的合金。鈮屬難熔金屬，熔點(diǎn)為2467℃，在1093～1427℃溫度范圍內(nèi)強(qiáng)度較高。同鎢合金和鉬合金相比，鈮合金塑性好，加工和焊接性能優(yōu)良，因而能制成薄板和外形復(fù)雜的零件，可用作航天和航空工業(yè)的熱防護(hù)和結(jié)構(gòu)材料。鈮合金的工業(yè)生產(chǎn)，首先將粉末制成合金坯條，然后進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)法或熔鑄法獲得錠坯或鑄件，但以熔鑄法用得最多，熔鑄法又以電子?xùn)|熔煉和電弧爐熔煉為主。鈮合金在低溫下（-196℃）仍有較好的塑性。同鉬和鎢相比，鈮的合金元素種類多，加入量高。銅(Cu)：武鋼用大冶礦石所煉的鋼，往往含有銅。銅能提高強(qiáng)度和韌性，特別是大氣腐蝕性能。缺點(diǎn)是在熱加工時(shí)容易產(chǎn)生熱脆，銅含量超過0.5%塑性顯著降低。當(dāng)銅含量小于0.50%對(duì)焊接性無影響。

鋁(Al)：鋁是鋼中常用的脫氧劑。鋼中加入少量的鋁，可細(xì)化晶粒，提高沖擊韌性，如作深沖薄板的08Al鋼。鋁還具有抗氧化性和抗腐蝕性能，鋁與鉻、硅合用，可顯著提高鋼的高溫不起皮性能和耐高溫腐蝕的能力。鋁的缺點(diǎn)是影響鋼的熱加工性能、焊接性能和切削加工性能。

Alloy 690合金具有優(yōu)良的抗晶間腐蝕和抗晶間應(yīng)力腐蝕開裂的能力,主要用于壓水堆核電站蒸汽發(fā)生器傳熱管材料。壓水堆核電站蒸汽發(fā)生器傳熱管用材料經(jīng)過了一個(gè)發(fā)展歷程，包括304奧氏體不銹鋼、600合金、800合金和690合金。對(duì)600合金服役中的腐蝕失效研究表明,晶間腐蝕和晶間應(yīng)力腐蝕開裂是主要問題。690合金作為壓水堆核電站蒸汽發(fā)生器傳熱管材料,從上世紀(jì)90年代投入使用以來還沒有發(fā)現(xiàn)破損的報(bào)道。

Alloy 690物理性能（退火）：密度：8.19g/cm3（克/立方厘米），比熱：450Joules/kg/°C(0-100℃)（焦/千克/攝氏度），熔點(diǎn)：1377-1343℃。

Alloy 690機(jī)械性能：抗拉強(qiáng)度(MPA)RmN/mm2≥710。屈服強(qiáng)度（MPA)RP0.2N/mm2≥310，延伸率A5%≥35，布氏硬度（HB）≥8。

Alloy 690規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)：無縫管：固溶+酸白，長(zhǎng)度可定尺；板材：固溶、酸洗、切邊；焊管：固溶酸白+RT%探傷，鍛件：退火+車光；棒材以鍛軋狀態(tài)、表面磨光或車光；帶材經(jīng)冷軋、固溶軟態(tài)、去氧化皮交貨；絲材以固溶酸洗盤狀或直條狀、固溶直條細(xì)磨光狀態(tài)交貨。

Alloy 690主要應(yīng)用：主要用于壓水堆電站蒸汽發(fā)生器傳熱管材料，是蒸汽發(fā)生器的技術(shù)。目前，我國(guó)已經(jīng)運(yùn)行的壓水堆電站機(jī)組中，只有秦山一期使用了800合金，秦山二期、大亞灣和嶺澳核電站都使用690合金作為蒸汽發(fā)生器傳熱管材料。大部分在建和規(guī)劃中的電站也都采用690合金作為蒸汽發(fā)生器傳熱管材料。 當(dāng)然也可以用于處理硝酸、硝酸加氫氟酸等化工設(shè)備和部件，如容器、塔、槽和管道等，那你如在選材時(shí)可以致電上海隆進(jìn)特鋼公司。

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