名义成分: 62Ni-28Cr-10Fe
主要特征 : 具有YOU良的抗腐性能和热稳定性
用 途: 压水反应堆的蒸汽发生器
镍基690合金化学成分(质量百分比)。
Ni | Cr | Fe | C | Mn | Si | Cu | P | S |
余 | 27-31 | 7-11 | ≤ 0.05 | ≤0.5 | ≤0.5 | ≤0.5 | ≤0.03 | ≤ 0.015 |
退火处理态690合金的物理性能和力学性能。
Density | Melting | Young’s modulus | Poisson’s ratio | Yield strength | Tensile strength | Elongation |
密度 | 熔点 | 杨氏模量 | 泊松比 | 屈服强度 | 抗拉强度 | 伸长率 |
8.19g/cm | 1343-1377℃ | 211GPa | 0.289 | 350MPa | 700MPa | 45% |
抗氯化物及高温高压水应力腐蚀,
耐强氧化性介质及HNO2-HF混合腐蚀。
普遍用于核废料处理装置,蒸汽发生器,
耐部件。
690合金具有YOU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X站蒸汽发生器传热管材料。压水堆X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X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。
690合金主要用于压水堆X站蒸汽发生器传热管材料,是蒸汽发生器的核心技术。目前,我国已经运行的压水堆X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X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压水堆X站也都采用690合金作为蒸汽发生器传热管材料。
各元素的在钢中的作用:
1、碳(C):钢中含碳量增加,屈服点和抗拉强度升高,但塑性和冲
击性降低,当碳含量X过0.23%时,钢的焊接性能变坏,因此用于焊接的低合金结构钢,含碳量YI般不X过0.20%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力,在露天料场的高碳钢就易锈蚀;此外,碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。
2、硅(Si):在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂,所以镇静钢含有0.15-0.30%的硅。如果钢中含硅量X过0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限,屈服点和抗拉强度,故广泛用于作弹簧钢。在调质结构钢中加入1.0-1.2%的硅,强度可提高15-20%。硅和钼、钨、铬等结合,有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用,可制造耐热钢。含硅1-4%的低碳钢,具有极高的导磁率,用于电器工业做矽钢片。硅量增加,会降低钢的焊接性能。
3、锰(Mn):在炼钢过程中,锰是良好的脱氧剂和脱硫剂,YI般钢中含锰0.30-0.50%。在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”,较YI般钢量的钢不但有足够的韧性,且有较高的强度和硬度,提高钢的淬性,改善钢的热加工性能,如16Mn钢比A3屈服点高40%。含锰11-14%的钢有极高的耐磨性,用于挖土机铲斗,球磨机衬板等。锰量增高,减弱钢的抗腐蚀能力,降低焊接性能。
4、磷(P):在YI般情况下,磷是钢中有害元素,增加钢的冷脆性,使焊接性能变坏,降低塑性,使冷弯性能变坏。因此通常要求钢中含磷量小于0.045%,YOU质钢要求更低些。
5、硫(S):硫在通常情况下也是有害元素。使钢产生热脆性,降低钢的延展性和韧性,在锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利,降低耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小于0.055%,YOU质钢要求小于0.040%。在钢中加入0.08-0.20%的硫,可以改善切削加工性,通常称易切削钢。
6、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。
7、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。
8、 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淬火而引起的脆性。在工具钢中可提高红性。
9、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。
10、钒(V):钒是钢的YOU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。
11、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。
12、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。
13、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。
14、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X过0.5%塑性显著降低。当铜含量小于0.50%对焊接性无影响。
15、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。
16、硼(B):钢中加入微量的硼就可改善钢的致密性和热轧性能,提高强度。
17、氮(N):氮能提高钢的强度,低温韧性和焊接性,增加时效敏感性。
18、稀土(Xt):稀土元素是指元素周期表中原子序数为57-71的15个镧系元素。这些元素都是金属,但他们的氧化物很像“土”,所以习惯上称稀土。钢中加入稀土,可以改变钢中夹杂物的组成、形态、分布和性质,从而改善了钢的各种性能,如韧性、焊接性,冷加工性能。在犁铧钢中加入稀土,可提高耐磨性。