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Sanicro® 69:核电蒸汽发生器用高性能奥氏体合金

产品概述

Sanicro® 69 是一种奥氏体镍-铬-铁合金,主要用于核电站(压水堆 PWR)的蒸汽发生器。该应用要求材料处于"热处理"状态。这种处理会导致晶界析出铬碳化物,但不会造成显著的铬贫化。该牌号具有良好的组织稳定性和焊接性能。

蒸汽发生器应用核心特性

其他显著特性

为满足核电站蒸汽发生器的最高可靠性要求,Sanicro® 69 按照最严格的个别规范供货。

物理性能

属性 温度 数值
密度 23.0 °C 8.12 g/cm³

机械性能

属性 温度 数值 备注
弹性模量 20.0 °C 210 GPa
100.0 °C206 GPa
200.0 °C201 GPa
300.0 °C195 GPa
400.0 °C189 GPa
500.0 °C182 GPa
600.0 °C174 GPa
延伸率 23.0 °C 30 % 最小值
维氏硬度 23.0 °C 160
抗拉强度 20.0 °C 585 MPa 最小值
100.0 °C550 MPa最小值
200.0 °C510 MPa最小值
300.0 °C495 MPa最小值
400.0 °C490 MPa最小值
500.0 °C480 MPa最小值
600.0 °C440 MPa最小值
700.0 °C340 MPa最小值
屈服强度 Rp0.2 20.0 °C 240 MPa 热处理态蒸汽发生器管可达更高值(20°C 下 280 MPa)
100.0 °C220 MPa热处理态蒸汽发生器管可达更高值(20°C 下 280 MPa)
200.0 °C190 MPa热处理态蒸汽发生器管可达更高值(20°C 下 280 MPa)
300.0 °C187 MPa热处理态蒸汽发生器管可达更高值(20°C 下 280 MPa)
400.0 °C184 MPa热处理态蒸汽发生器管可达更高值(20°C 下 280 MPa)
500.0 °C180 MPa热处理态蒸汽发生器管可达更高值(20°C 下 280 MPa)
600.0 °C175 MPa热处理态蒸汽发生器管可达更高值(20°C 下 280 MPa)
700.0 °C150 MPa热处理态蒸汽发生器管可达更高值(20°C 下 280 MPa)
夏比冲击能量 作为全奥氏体合金,Sanicro® 69 在 -196°C (-320°F) 下仍具有良好的韧性

热学性能

属性 温度 数值 备注
热膨胀系数 100.0 °C 1.35E-5 1/K 30°C 至该温度范围
200.0 °C1.4E-5 1/K30°C 至该温度范围
300.0 °C1.45E-5 1/K30°C 至该温度范围
400.0 °C1.5E-5 1/K30°C 至该温度范围
500.0 °C1.55E-5 1/K30°C 至该温度范围
600.0 °C1.55E-5 1/K30°C 至该温度范围
比热容 23.0 °C 460 J/(kg·K)
100.0 °C480 J/(kg·K)
200.0 °C495 J/(kg·K)
300.0 °C505 J/(kg·K)
400.0 °C510 J/(kg·K)
500.0 °C520 J/(kg·K)
600.0 °C580 J/(kg·K)
热导率 23.0 °C 11 W/(m·K)
100.0 °C13 W/(m·K)
200.0 °C14 W/(m·K)
300.0 °C16 W/(m·K)
400.0 °C18 W/(m·K)
500.0 °C19 W/(m·K)
600.0 °C23 W/(m·K)

电学性能

属性 温度 数值
电阻率20.0 °C1.11E-6 Ω·m
100.0 °C1.14E-6 Ω·m
200.0 °C1.18E-6 Ω·m
300.0 °C1.22E-6 Ω·m
400.0 °C1.24E-6 Ω·m

化学成分(典型值,质量分数 %)

元素 含量 备注
铝10
碳0.02
铬30
钴0.05经协商可指定更低含量
铁余量
锰0.5最大值
镍60
磷0.02最大值
硅0.5最大值
硫0.015最大值

工艺性能与应用

应用领域

认证批准

冷成形

Sanicro® 69 具有优异的成形性,可冷弯至极小弯曲半径。由于其优异的抗应力腐蚀开裂性能,冷弯后通常无需退火。

耐腐蚀性能详解

应力腐蚀开裂

Sanicro® 69 的热处理态专门针对核电站蒸汽发生器环境中的应力腐蚀开裂进行了优化。实验室测试在纯水(<5 ppm O₂,加氢 4-5 ppm)365°C (690°F) 条件下进行了验证。

测试结果: Sanicro® 69 在 33,000 小时整个测试周期内未发生应力腐蚀开裂,而 Alloy 600 在 200 小时后即开始开裂。

晶间腐蚀

Sanicro® 69 在热处理态和固溶退火态下均具有良好的抗晶间腐蚀性能。Huey 测试(65% HNO₃, 5×48h, ASTM A262 Practice C)典型腐蚀速率为 0.06 mm/年 (2.4 mpy)。

右侧图表显示了含碳 0.03% 的 Sanicro® 69 在 Huey 测试中的 TTS 图。初始材料在 1040°C (1900°F) 退火 20 分钟/水冷。可见该材料仅在极窄范围内显示出致敏倾向。

均匀腐蚀

在 20% HNO₃ + 4% HF,65°C (150°F) 条件下测试:Sanicro® 69 腐蚀速率 0.625 mm/年 (24.6 mpy),而 Alloy C-276 高达 23.7 mm/年 (933 mpy)。

管胀工艺

Sanicro® 69 的管板胀接方式与标准奥氏体不锈钢相同。

热处理

蒸汽发生器应用: 钢管以热处理态交付,即约 720°C (1330°F) 真空炉处理通常 10 小时。热处理前已在约 1100°C (2010°F) 固溶退火数分钟。

其他应用: 以固溶退火态交付。如需额外固溶退火,建议:

1050-1150°C (1920-2100°F),1-10 分钟,空冷或水冷快速冷却。

供货形式

焊接工艺

Sanicro® 69 具有良好的焊接性。适用的熔焊方法包括手工电弧焊(MMA/SMAW)和气体保护电弧焊,首选 TIG/GTAW 方法。

推荐热输入 <1.0 kJ/mm,层间温度 <100°C (210°F)。应采用弦焊道焊接技术。

推荐填充材料:

堆焊:

数据表更新:2020-05-07 13:07(取代所有早期版本)

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