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0Cr18Ni11Nb(AISI347)

出处:按学科分类—工业技术 中国科学技术出版社《不锈钢实用手册》第510页(4055字)

(1)钢号简介

0Cr18Ni11Nb是用Nb稳定的奥氏体不锈钢。此钢耐晶间腐蚀和耐连多硫酸晶间应力腐蚀性能良好。在酸、碱、盐等腐蚀介质中的耐蚀性能基本同于含Ti的0Cr18Ni10Ti。由于其良好的耐蚀性能、焊接性能,因此广泛应用于石油化工、合成纤维、食品、造纸等工业部门。在热电厂和核动力工业中,用于大型锅炉过热器、再热器、蒸汽管道、轴类和各类焊接结构件。由于Nb较Ti不易烧损,此钢常常用作焊芯和焊带等焊接材料。

(2)钢的化学成分

见表1-115。

表1-115 相关标准中0Cr18Ni11Nb的化学成分

(3)力学性能

室温拉伸性能 在不同标准中所规定的0Cr18Ni11Nb室温拉伸性能值见表1-116。一些实测数据见表1-117。

表1-116 不同标准所规定的0Cr18Ni11Nb的室温拉伸性能

注:①350℃的保载5min的屈服强度。

表1-117 0Cr18Ni11Nb的室温力学性能实测值

(4)冷作硬化特性

冷加工可使钢的强度明显提高,并伴随着塑韧性下降,可根据使用要求选用适宜的冷变形程度,以获取满意的强度和塑韧性配合,详见表1-118。冷加工使钢的磁性增加,见表1-119。

表1-118 冷加工对0Cr18Ni11Nb钢室温力学性能的影响

表1-119 冷加工的0Cr18Ni11Nb的导磁率变化

(5)低温力学性能

0Cr18Ni11Nb具有良好的低温力学性能,在-196℃仍具有良好的塑韧性,见表1-120和图1-131至图1-134。

表1-120 0Cr18Ni11Nb的低温力学性能

图1-131 0Cr18Ni11Nb的低温冲击性能

图1-132 退火和冷加工态0Cr18Ni11Nb的低温力学性能

图1-133 敏化(650℃×2h)对0Cr18Ni11Nb低温冲击性能的影响

图1-134 σ化处理(732~900℃)对0Cr18Ni11Nb低温冲击性能的影响

(6)疲劳性能

0Cr18Ni11Nb的弯曲疲劳强度为269MPa,低周疲劳曲线见图1-135。

图1-135 0Cr18Ni11Nb低周疲劳曲线(塑性应变比与破坏时间的关系)

(7)高温力学性能

0Cr18Ni11Nb的高温瞬时拉伸性能见表1-121。持久和蠕变性能见图1-136至图1-140。

表1-121 0Cr18Ni11Nb的高温瞬时力学性能

图1-136 0Cr18Ni11Nb退火棒材的持久强度

图1-137 0Cr18Ni11Nb退火管材的持久强度

图1-138 退火态0Cr18Ni11Nb钢蠕变强度

图1-139 退火的0Cr18Ni11Nb薄板

(1.27mm)650℃的总蠕变应变曲线

图1-140 退火的0Cr18Ni11Nb薄板

(1.27mm)760℃和815℃的总蠕变应变强度曲线

(8)耐蚀性

a.均匀腐蚀 0Cr18Ni11Nb的耐蚀性见表1-122。

表1-122 0Cr18Ni11Nb的耐蚀性

0Cr18Ni11Nb在压水反应堆冷却剂的腐蚀见表1-123至表1-126。

表1-123 0Cr18Ni11Nb在压水堆冷却剂中的腐蚀

注:①脱膜样品。

表1-124 0Cr18Ni11Nb在压水反应堆冷却剂堆内腐蚀

注:①脱膜样品。

表1-125 0Cr18Ni11Nb在钠中的腐蚀

注:①样品未脱膜。

表1-126 0Cr18Ni11Nb在He中的腐蚀

b.应力腐蚀 00Cr18Ni11Nb在MgCl2,含氧NaCl水溶液以及苛性介质的应力腐蚀行为见图1-141、图1-143。

图1-141 应用应力对0Cr18Ni11Nb(固溶和电抛光态)MgCl2中应力腐蚀性能的影响

图1-142 氯化物浓度对0Cr18Ni11Nb在250℃含氧氯化物溶液中SCC敏感性的影响

图1-143 应用应力对0Cr18Ni11Nb在300℃KOH和NaOH溶液中SCC行为的影响

(9)抗辐照性能

0Cr18Ni11Nb在中子辐照条件下的性能变化规律同一般奥氏体不锈钢,主要受辐照温度和中子通量的影响,一些辐照数据见表1-127和图1-144。

表1-127 0Cr18Ni11Nb中子辐照对其力学性能的影响

注:①中子密度。

②a:未辐照的对比试样;b:辐照后的性能;c:变化率,%。

图1-144 0Cr18Ni11Nb在快子中子暴露对其力学性能的影响

(10)工艺性能

0Cr18Ni11Nb的加工性能类似于0Cr18Ni10Ti,可进行通常的冷热成型操作。

a.热加工 开始加工温度1150~1200℃,终加工温度应大于900℃,适宜的热加工温度范围为950℃~1150℃。

b.冷加工 冷变形性能良好,可进行冷轧、冷拔、冷墩、弯曲、卷边、折叠等各种冷作成型操作,其极限拉伸系数为2.08,工作拉伸系数为1.8~1.9。由于钢的冷作硬化能力较强,当冷变形量大时应进行中间退火,以利于后步加工。

c.热处理 钢的固溶处理温度范围1000~1200℃,可根据不同技术要求进行选择最佳热处理温度,固溶处理后应快速冷却。钢的稳定化处理温度为850~900℃。

d.焊接 钢的焊接性能良好,可采用通常使用的焊接方法进行焊接,焊条可采用奥102、奥107、奥132和奥137,焊后一般不需要热处理,焊接接头可通过晶间腐蚀检验。对于锅炉钢管焊后要求进行1177℃±28℃×30′固溶处理。

(11)物理性能

0Cr18Ni11Nb的物理性能见表1-128。

表1-128 0Cr18Ni11Nb的物理性能

(12)应用

0Cr18Ni11Nb既可以作耐蚀材料又可作为耐热钢使用,广泛应用于火电厂、石油化工等化学加工工业,用以制作容器、管道、热交换器、轴类等设备和部件,同时作为焊接材料应用于不锈钢焊接。

在反应堆工程中可以制作主泵轴,冷却剂管道,1、2、3类设备用锻件,板材,管、棒材等。

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