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控氮00Cr17Ni12Mo2(316NG)奧氏體不銹鋼化學成分力學性能
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00Cr17Ni12Mo2(316NG)力學性能
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控氮00Cr17Ni12Mo2奧氏體不銹鋼,是為解決0Cr17Ni12Mo2鋼在沸水核動力堆出現IGSCC而發展起來的鋼種。此鋼具有良好的抗敏化能力,進而提高了它在反應堆高溫水環境中的耐IGSCC(晶間應力腐蝕破裂)能力。
在沸水堆運行過程中,曾發生常規的奧氏體不銹鋼(304、316)管道材料IGSCC,為此,美國的GE公司開發了304NG和316NG(NG代表核級),此類鋼既具有304和316的強度水平又具有304L、316L的耐晶間腐蝕能力,整個研究工作于1982年完成,先后用于沸水堆和壓水堆,日本已將316NG用于壓水堆主管道。法國針對壓水堆的主管道的工況條件,于20世紀70年代對能夠用于主管道的三類奧氏不銹鋼進行了深入研究,結果均不理想。第一類為穩定化型奧氏體不銹鍶,如AISI321和AIS347,這類鋼能夠滿足壓水堆主管道的核規范的強度和耐蝕性要求,但其焊接性能不如304和316,況且因有Ti和Nb的加入,生產難度較大,加之TiN、NbN夾雜將對后期彎管加工制造產生不利影響;第二類為標準型的304和316型奧氏體不銹鋼,這類鋼在早期反應堆中已得到應用,強度水平可滿足規范要求,但鋼中的碳含量較高,耐晶間腐蝕能力不足,厚截面材料焊后易遭受晶間腐蝕,這是導致管道材料晶間型應力腐蝕破裂的主要誘發因素;第三類為超低碳型奧氏體不銹鋼304L、316L,兩者耐晶間腐蝕、焊接性能、加工性能均很優異,但最大的不足是強度水平低,不能滿足核規程要求。
鑒于對上述三類鋼分析,法國的材料研究工作者致力于開發一種在合金成分上不脫離核動力用鋼的標準規定范圍,力學性能與標準型316不銹鋼相當,耐晶間腐蝕性能不低于超低碳的奧氏體不銹鋼。從單純技術角度出發,AISI316LN可滿足上述要求,但316LN屬于新鋼種,其中氮的含量超出AISI316L和AISI316規定范圍。這種變化將會使根據316奧氏體不銹鋼長期使用經驗,并花費了大量時間和投資獲得的核規范付之東流。這種現實無法被接受。于是法國于20世紀70年代中期研制出一種控氮奧氏體不銹鋼,稱ICL167CN,在RCC-M標準中為Z2CND18-12。這種材料的研究技術思路與316NG一致,但鋼中的碳、氨含量有些差別。
我國于20世紀80年代中期開始研究控氮00Cr17Ni12Mo2鋼,用于壓水核動力堆主管道。其工業產品性能水平均達到或超過國外產品。