Sanicro® 30 Холоднодеформированный — Сплав на основе никеля для высокотемпературных ядерных применений
Общие сведения
Sanicro® 30 — это низкоуглеродистая версия сплава 800 (аустенитный никелево-железо-хромовый сплав). Материал применяется для труб парогенераторов на атомных станциях (ВВЭР) и других теплообменниках при температурах до ~550°C (1020°F), где требуется хорошая стойкость к коррозионному растрескиванию (SCC) и межкристаллитной коррозии.
Подробная техническая информация, диаграммы и графики по коррозионным, механическим и физическим свойствам представлены в разделах ниже.
Дата обновления спецификации: 19.09.2019 (заменяет все предыдущие издания)
Свойства
Общие физические свойства
| Свойство | Температура | Значение |
|---|---|---|
| Плотность | 23,0 °C | 8,0 г/см³ |
Механические свойства
| Свойство | Температура | Значение | Примечание |
|---|---|---|---|
| Модуль упругости | 20,0 °C | 200 ГПа | |
| 400,0 °C | 175 ГПа | ||
| 600,0 °C | 160 ГПа | ||
| Удлинение A2 | 23,0 °C | 30 % | мин. |
| Твердость по Виккерсу | 23,0 °C | 170 HV | |
| Предел прочности при растяжении | 23,0 °C | 570–700 МПа | |
| Предел текучести Rp0.1 | 20,0 °C | 335 МПа | мин. |
| 100,0 °C | 335 МПа | мин. | |
| 200,0 °C | 320 МПа | мин. | |
| 300,0 °C | 310 МПа | мин. | |
| 400,0 °C | 300 МПа | мин. | |
| 500,0 °C | 290 МПа | мин. | |
| 600,0 °C | 285 МПа | мин. | |
| Предел текучести Rp0.2 | 20,0 °C | 335 МПа | мин. |
| 100,0 °C | 325 МПа | мин. | |
| 200,0 °C | 310 МПа | мин. | |
| 300,0 °C | 300 МПа | мин. | |
| 400,0 °C | 290 МПа | мин. | |
| 500,0 °C | 280 МПа | мин. | |
| 600,0 °C | 275 МПа | мин. |
Тепловые свойства
| Свойство | Температура | Значение | Примечание |
|---|---|---|---|
| Коэффициент линейного теплового расширения | 100,0 °C | 1,6×10⁻⁵ 1/К | для диапазона 20°C – указанной температуры |
| 200,0 °C | 1,6×10⁻⁵ 1/К | для диапазона 20°C – указанной температуры | |
| 300,0 °C | 1,6×10⁻⁵ 1/К | для диапазона 20°C – указанной температуры | |
| 400,0 °C | 1,65×10⁻⁵ 1/К | для диапазона 20°C – указанной температуры | |
| 500,0 °C | 1,65×10⁻⁵ 1/К | для диапазона 20°C – указанной температуры | |
| 600,0 °C | 1,7×10⁻⁵ 1/К | для диапазона 20°C – указанной температуры | |
| Удельная теплоемкость | 20,0 °C | 475 Дж/(кг·К) | |
| 100,0 °C | 500 Дж/(кг·К) | ||
| 200,0 °C | 515 Дж/(кг·К) | ||
| 300,0 °C | 525 Дж/(кг·К) | ||
| 400,0 °C | 525 Дж/(кг·К) | ||
| 500,0 °C | 535 Дж/(кг·К) | ||
| 600,0 °C | 585 Дж/(кг·К) | ||
| Теплопроводность | 20,0 °C | 12 Вт/(м·К) | |
| 100,0 °C | 14 Вт/(м·К) | ||
| 200,0 °C | 16 Вт/(м·К) | ||
| 300,0 °C | 17 Вт/(м·К) | ||
| 400,0 °C | 18 Вт/(м·К) | ||
| 500,0 °C | 20 Вт/(м·К) | ||
| 600,0 °C | 23 Вт/(м·К) |
Электрические свойства
| Свойство | Температура | Значение |
|---|---|---|
| Удельное электрическое сопротивление | 20,0 °C | 9,9×10⁻⁷ Ω·м |
| 100,0 °C | 1,01×10⁻⁶ Ω·м | |
| 200,0 °C | 1,03×10⁻⁶ Ω·м | |
| 300,0 °C | 1,05×10⁻⁶ Ω·м | |
| 400,0 °C | 1,08×10⁻⁶ Ω·м | |
| 500,0 °C | 1,12×10⁻⁶ Ω·м | |
| 600,0 °C | 1,18×10⁻⁶ Ω·м |
Химический состав (масс.%)
| Элемент | Содержание | Примечание |
|---|---|---|
| Алюминий | 0,3 % | |
| Углерод | 0,03 % | макс. |
| Хром | 20 % | |
| Кобальт | 0,1 % | Меньшие содержания могут быть согласованы |
| Медь | 0,1 % | макс. |
| Железо | Остаток | |
| Марганец | 0,6 % | |
| Никель | 32 % | |
| Фосфор | 0,02 % | макс. |
| Кремний | 0,5 % | |
| Сера | 0,015 % | макс. |
| Титан | 0,5 % |
Технологические свойства
Сертификация
Утверждено для использования согласно ASME Boiler and Pressure Vessel Code Section III, Division 1 и Section VIII, Division 1 и 2.
Холодная деформация
Тепловая обработка после холодного гибания обычно не требуется, однако этот вопрос должен решаться с учетом степени гибания и эксплуатационных условий. При необходимости тепловая обработка должна представлять собой снятие напряжений или закалку в твердом растворе.
Коррозионные свойства
Общая коррозия: Sanicro® 30 обладает примерно той же стойкостью к органическим и неорганическим кислотам, что и сталь типа ASTM TP 304. Стойкость к гидроксиду натрия очень хороша, за исключением очень высоких концентраций и температур.
Точечная коррозия: Материал имеет несколько лучшую стойкость к точечной коррозии, чем сталь типа ASTM TP 304.
Межкристаллитная коррозия и коррозионное растрескивание: По сравнению со стандартным сплавом 800, Sanicro® 30 обладает улучшенной стойкостью как к межкристаллитной коррозии, так и к межкристаллитному коррозионному растрескиванию. Это достигается высокой степенью стабилизации и производственной последовательностью, дающей мелкозернистую структуру. Стойкость к транскристаллитному коррозионному растрескиванию очень хороша, как и для всех высоконикелевых сплавов.
Газовая коррозия: В общем, данная марка не применяется при температурах, достаточно высоких для возникновения газовой коррозии. Для таких случаев подходящим материалом является Sanicro® 31HT. Однако по сравнению с Sanicro® 31HT, Sanicro® 30 обладает примерно той же стойкостью к газовой коррозии.
Тепловая обработка
Трубы поставляются в термически обработанном состоянии. Если требуется другая обработка после дальнейшей обработки, рекомендуется следующее:
Снятие напряжений: 800–875°C (1470–1605°F), 10–15 минут, охлаждение в воздухе.
Запекание в твердом растворе: 950–1050°C (1740–1920°F), 1–10 минут, быстрое охлаждение в воде или воздухе.
Горячая деформация
Горячий гиб осуществляется при 1050–850°C (1920–1560°F) и должен сопровождаться последующим закалкой в твердом растворе.
Формы поставки
Трубы и трубопроводы поставляются горяче- или холоднодеформированными, запеченными в твердом растворе и бело-маринованными или ярко закаленными. Основной размерный ряд можно увидеть на рисунке справа, однако определенные размеры могут быть поставлены по запросу.
Сварка
Сваропригодность Sanicro® 30 хороша. Подходящими методами плавления являются ручная дуговая сварка (MMA/SMAW) и дуговая сварка в защитных газах, причем метод TIG/GTAW является первым выбором.
Поскольку материал обладает низкой теплопроводностью и высоким тепловым расширением, планы сварки должны тщательно выбираться заранее, чтобы минимизировать деформации сварного шва. Если остаточные напряжения вызывают опасения, после сварки можно выполнить закалку в твердом растворе.
Для Sanicro® 30 рекомендуется тепловой ввод <1,0 кДж/мм и межпроходная температура <100°C (210°F). Следует использовать технологию наплавки шнуровым швом.
Рекомендуемые наплавка материалы:
- TIG/GTAW или MIG/GMAW сварка:
- ISO 18274 S Ni 6082 / AWS A5.14 ERNiCr-3 (например, Exaton Ni72HP)
- MMA/SMAW сварка:
- ISO 14172 E Ni 6182 / AWS A5.11 ENiCrFe-3 (например, Exaton Ni71)
Металл
- ASTM A519 Grade 1045 Холоднодеформированная сталь – Полный обзор свойств
- Сталь ASTM A519 Grade 1035 (холоднодеформированная) – Ключевые свойства и спецификации
- AuAg20Cu10 (Au70Ag20Cu10): Золото-серебряно-медный сплав для контактных приложений (0% холодной деформации)
- Сталь DIN 17103 Grade TStE 460: Свойства после холодной деформации, сварки и нормализации
- Золото (Au) 30% холодной деформации: повышенная прочность, пластичность и легируемость
- Золото (Au) 50% холодной деформации: повышенная прочность и универсальная легируемость
- Золото (Au) — 0% холодной деформации: чистый, неизмененный металл
- Золото (Au) с 10% холодной деформации: премиальное качество и улучшенная обработка
- Золото (Au) с 20% холодной деформации: высокая прочность и универсальность
- ASTM A519 Grade 1118: Холододеформированная низкоуглеродистая сталь — Ключевые свойства и производительность