控氮 00Cr17Ni12Mo2 (316NG)

（ 控氮00C17N12Mo2）316NG不鏽鋼，是為解決316不鏽鋼在沸水核動(dong)力堆出現IGSCC而發展起(qi)來的鋼種。此鋼具(ju)有良好(hao)的抗敏化能力，進(jin)而提高了它在反(fan)應堆高溫水環(huan)境中的耐IGSCC(晶間應力腐蝕破(po)裂(lie)）能力。

  在沸水堆運行過(guo)程中，曾發生常規的奧(ao)氏體不鏽鋼（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(ji)具(ju)有304不鏽鋼和316不鏽鋼的強(qiang)度水平又(you)具(ju)有304L不鏽鋼、316L不鏽鋼的耐晶間腐蝕能力，整(zheng)個研究工作(zuo)於1982年完成，先後用於沸水堆和壓水堆，日本已將316NG不鏽鋼用於壓水堆主(zhu)管道。法國針對壓水堆的主(zhu)管道的工況(kuang)條(tiao)件，於20世紀70年代對能夠用於主(zhu)管道的三類奧(ao)氏不鏽鋼進(jin)行了深入(ru)研究，結果均不理想。第一類為穩定化型奧(ao)氏體不鏽鋼，如321不鏽鋼和347不鏽鋼，這(zhe)類鋼能夠滿(man)足(zu)壓水堆主(zhu)管道的核規範的強(qiang)度和耐蝕性要求，但其焊接性能不如304和316,況(kuang)且(qie)因有鈦(tai)和铌(ni)的加入(ru)，生產難(nan)度較大(da)，加之TiN、NbN夾雜將對後期彎管加工製造產生不利影(ying)響；第二類為標準型的304和316型奧(ao)氏體不鏽鋼，這(zhe)類鋼在早(zao)期反(fan)應堆中已得(de)到應用，強(qiang)度水平可滿(man)足(zu)規範要求，但鋼中的碳含量較高，耐晶間腐蝕能力不足(zu)，厚(hou)截麵材料焊後易遭受晶間腐蝕，這(zhe)是導致管道材料晶間型應力腐蝕破(po)裂(lie)的主(zhu)要誘發因素(su)；第三類為超低(di)碳型奧(ao)氏體不鏽鋼304L、316L,兩者(zhe)耐晶間腐蝕、焊接性能、加工性能均很優異，但最大(da)的不足(zu)是強(qiang)度水平低(di)，不能滿(man)足(zu)核規程要求。

 鑒(jian)於對上述(shu)三類鋼分析，法國的材料研究工作(zuo)者(zhe)致力於開發一種在合金成分上不脫離核動(dong)力用鋼的標準規定範圍，力學性能與標準型316不鏽鋼相當，耐晶間腐蝕性能不低(di)於超低(di)碳的奧(ao)氏體不鏽鋼。從(cong)單純(chun)技術角度出發，AISI316LN可滿(man)足(zu)上述(shu)要求，但316LN屬於新鋼種，其中氮的含量超出AISI316L和AISI316規定範圍。這(zhe)種變化將會使根據316奧(ao)氏體不鏽鋼長(chang)期使用經驗(yan)，並花(hua)費了大(da)量時(shi)間和投資獲得(de)的核規範付(fu)之東流，這(zhe)種現實無法被接受。於是法國於20世紀70年代中期研製出一種控氮奧(ao)氏體不鏽鋼，稱ICL167CN,在RCC-M標準中為Z2CND18-12.這(zhe)種材料的研究技術思路與316NG一致，但鋼中的碳、氮含量有些差別。

 我國於20世紀80年代中期開始研究控氮00Cr17Ni12Mo2鋼，用於壓水核動(dong)力堆主(zhu)管道。其工業產品性能水平均達到或超過(guo)國外產品。

一、化學成分

 （ 控氮00C17Ni12Mo2）316NG不鏽鋼的化學成份(fen)見表1-166。

二、室溫和350℃的力學性能

 （ 控氮00C17N12Mo2）316NG不鏽鋼在不同國家標準中規定的室溫和300℃、350℃的力學性能指標有所差別（見表 1-167）.工業產品的實際測定結果見表 1-168、表 1-169和 表1-170.

   鋼的固溶處理溫度與室溫和350℃的力學性能之間的關係見圖 1-200 和 圖1-201 。

三、疲(pi)勞和斷裂(lie)韌性

 （ 控氮00C17N12Mo2）316NG不鏽鋼的室溫疲(pi)勞性能見圖 1-202 和 圖 1-203 。其疲(pi)勞性能優於316L不鏽鋼 。

  斷裂(lie)韌性采用J積分積確定，試樣尺寸為14mm x 28mm x 130mm,中間線切割(ge)並開疲(pi)勞裂(lie)紋，其值為：J1c=885.4kN/m  K1c=421.3MPam1/2 。

四、持久性能

 （ 控氮00C17N12Mo2）316NG不鏽鋼的 550℃ 和 600℃ 和 600℃ 的持久強(qiang)度優於ASME規範中的316L不鏽鋼，見圖1-204。

五、耐蝕性

 a. 均勻腐蝕

   鋼的耐均勻腐蝕性能優於非(fei)控氮的00Cr17Ni14Mo2，在硝(xiao)酸(suan)中的耐蝕性見圖1-205。其腐蝕率明顯優於321下個。在1NH₂SO₄中的極化行為見圖1-206。

 該鋼較（ 00Cr17Ni12Mo2 ）316L不鏽鋼易於鈍(dun)化，在反(fan)應堆高溫高壓水環(huan)境中的腐蝕量與金屬釋放(fang)量與試驗(yan)時(shi)間的關係曲線見圖1-207。

  b. 敏化和晶間腐蝕 

（控氮00Cr17Ni12Mo2）316NG不鏽鋼具(ju)有極好(hao)的抵抗敏化能力和耐晶間腐蝕性能，即(ji)便是長(chang)時(shi)間敏化處理（700℃ x 100h)其再活化率Ra值也達不到10%,而（ 00Cr17Ni12Mo2 ）316L不鏽鋼僅經700℃ x 2h 敏化，再活率就(jiu)能達到10%，其TTS見圖1-208。

  c. 點腐蝕

 （控氮00Cr17Ni12Mo2）316NG不鏽鋼，由於氮的加入(ru)，其耐點腐蝕性能明顯優於 321不鏽鋼，見表 1-171。

  d. 應力腐蝕

 （控氮00Cr17Ni12Mo2）316NG不鏽鋼在42% 沸騰 MgCl₂ 和 高溫高壓水中的應力腐蝕行為分別見表 1-172 和 1-173 。

六、工藝性能

 （控氮00Cr17Ni12Mo2）316NG不鏽鋼的工藝性能類似於 316不鏽鋼 和 316L不鏽鋼，生產板、管、絲帶等冶金產品無特殊困難(nan)。推(tui)薦的熱加工溫度範圍為1000~1250℃.鋼的熱處理固溶溫度範圍較寬(kuan)，在1020~1130℃之間均可，可根據材料截麵尺寸和品種進(jin)行選擇。

 （控氮00Cr17Ni12Mo2）316NG不鏽鋼焊接性能良好(hao)，一些焊接參(can)數可參(can)照 316L不鏽鋼，手工鎢極氬(ya)弧(hu)焊焊絲推(tui)薦采用H00Cr17Ni12Mo2,手工電弧(hu)焊焊條(tiao)為CHS022NG。

七、物理性能

 比重：8.04。線膨脹係數、彈性模量、切變模量、泊桑比、導熱係數、比熱的數據見圖1-210至圖1-213。

八、應用

 （控氮00Cr17Ni12Mo2）316NG不鏽鋼主(zhu)要應用於壓水堆主(zhu)管道，1、2、3級設備用鍛件、衝壓件，熱交  換器冷精整(zheng)無縫鋼管、設備用鋼管；設備和輔助(zhu)設備用焊接件；堆用構件用螺栓等。在沸水堆中主(zhu)要用於耐IGSCC的管路等。

  由於（控氮00Cr17Ni12Mo2）316NG不鏽鋼的力學性能和耐蝕性能的良好(hao)配合，亦可廣泛應用於化學加工工業，用以製造換熱器、容器、管道等。