NS 315

NS 315是一种在压水堆蒸发器传热管工况条件下，耐应力腐蚀等性能更为优良的新三代合金。此合金自1972年公开发表至今已近40年。它实际上是在OCr15Ni75Fe (Inconel 600)合金基础上提高铬含量的一种改进型合金。自1982年起，此合金开始制造压水动力堆的蒸发器U型管，目前国外已广泛用于压水堆核电厂的蒸发器中并开始在堆内构件的一些部件上应用。目前，国内自国外已大量引进的大型压水堆核电厂的蒸发器传热管也均采用此合金。

化学成分和组织特点

用途	C	Ni	Cr	Fe	Si	Mn	S	P	Cu	Co	B
标准成分	≤0.05	≥58	27~31	7~8	≤0.50	≤0.50	≤0.015	—	≤0.50	—	—
核蒸发器用	≤0.04	≥58	28~31	7~11	≤0.50	≤0.50	≤0.015	—	≤0.50	≤0.10	—
法国蒸发器用	0.01~0.03	≥58	28~31	8~11	≤0.50	≤0.50	≤0.015	≤0.015	≤0.50	≤0.035①	≤0.003

1. 钢包取样分析Co量应≤0.018%。

此合金固态为纯奥氏体组织。由于碳在此合金中的溶解度很低。所以也常有M₂₃C₆等碳化物存在，特别是在敏化态（或焊后）更会有较大量碳化物析出，有时还有碳氮化物。当合金中含有钛时，还会有氮化钛存在。由于此合金组织稳定，即使经过中温长期加热达12000h以上，也未见有σ脆性相析出。

冷、热加工性能

NS 315合金的热加工一般在1040～1230℃进行，最低的热变形温度不低于870℃。

此合金的冷加工成型性与前述0Cr15Ni75Fe合金相似。

焊接性能

NS 315合金的焊接性能良好。它可采用lCr15Ni65Mn7Nb2焊条和lCr20Ni67Mn3Nb2焊丝进行气体保护焊接。当NS 315用于HN0₃ HF酸中时，则需要选用lCr21Ni65Mn9Nb4焊条和lCr21Ni65Mn9Nb4焊丝进行焊接。焊接规范与焊接其他高镍合金基本相同。

热处理工艺

若在固溶处理态使用，NS 315合金的热处理工艺为1000～1100℃加热保温后快冷。供压水核反应堆蒸发器传热管使用的Inconel 690合金则根据前述0Cr15Ni75Fe (Inconel 600)的经验，需采用固溶处理十脱敏处理的热处理工艺。脱敏处理温度为~720℃ 5～15h时效后冷却，NS 315合金管材弯成U型管后对于小R的U型管尚需进行消除应力热处理。

应用

20世纪80年代，NS 315合金开始制造蒸发器，1991年，法国采用此合金的大型压水堆核 电站(1450MW)的四台蒸发器投入了商业运行。虽然在模拟蒸发器工况下，国内外对此合金性能的评估仍在进行，但总的来说，已投入运行的NS 315合金制蒸发器的运行情况良好。我国自法国引进的大亚湾和岭澳核电站的蒸发器的传热管均为NS 315合金管材 制造。  目前NS 315合金已扩大用于制造压水堆压力容器的穿透件和控制棒驱动机构的零部件代替0Cr18Ni10、0Cr18Ni10Ti和0Cr15Ni75Fe。国外已开始用NS 315合金全面代替压水堆原用的0Cr15Ni75Fe，俄罗斯虽然仍然采用价廉的0Cr18Ni10Ti不锈钢做卧式蒸发器的传热管，但要防止水质超标，或蒸发器在沿海海洋大气中维护不当，否则其传热管易产生应力腐蚀破坏的危险。