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(kāi)發(fā)表至今已近40年。它實(shí)際上是在OCr15Ni75Fe (Inconel 600)合金基礎上提高鉻含量的一種改進(jìn)型合金。自1982年起，此合金開(kāi)始制造壓水動(dòng)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(chǎng)的蒸發(fā)器中并開(kāi)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(jìn)的大型壓水堆核電廠(chǎng)的蒸發(fā)器傳熱管也均采用此合金。 

化學(xué)成分和組織特點(diǎn) 

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(huì )有較大量碳化物析出，有時(shí)還有碳氮化物。當合金中含有鈦時(shí)，還會(huì )有氮化鈦存在。由于此合金組織穩定，即使經(jīng)過(guò)中溫加熱達12000h以上，也未見(jiàn)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(jìn)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(jìn)體保護焊接。當NS 315用于HN0₃ HF酸中時(shí)，則需要選用lCr21Ni65Mn9Nb4焊條和lCr21Ni65Mn9Nb4焊絲進(jìn)行焊接。焊接規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(shí)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(jìn)行消除應力熱處理。 

應用 

20世紀80年代，NS 315合金開(kāi)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(jìn)行，但總的來(lái)說(shuō)，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(jìn)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(dòng)機構的零部件代替0Cr18Ni10、0Cr18Ni10Ti和0Cr15Ni75Fe。國外已開(kāi)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(jià)廉的0Cr18Ni10Ti不銹鋼做臥式蒸發(fā)器的傳熱管，但要防止水質(zhì)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(chǎn)生應力腐蝕破壞的危險。