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闭塞区中Ni²⁺对核级304不锈钢高温水氧化行为的影响

匡文军吴欣强韩恩厚

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00161

核电站服役的高温高压水回路中闭塞区的流动不充分, 可能产生异常水化学条件而导致材料服役性能弱化. 本文利用国产核级304不锈钢制备了一种简单的模拟闭塞区样品, 放入含有Ni²⁺的高温含氧水中浸泡并对生成的氧化膜进行表征. 结果表明: 闭塞区从外到内氧化膜外层中的尖晶石结构相的比例逐渐减小, 而赤铁矿结构相的比例逐渐增大, 膜表层的Ni含量逐渐降低. 分析表明, Ni²⁺浓度会显著影响核级不锈钢的氧化行为, 闭塞结构会在一定程度上阻碍本体溶液中的Ni²⁺向闭塞区内扩散, 使Ni$^{2+}$沿闭塞区深度方向形成浓度梯度, 导致氧化膜的生长特征沿梯度方向发生明显变化.

关键词: 核级不锈钢 , high temperature high pressure water , occluded volume , Ni²⁺ , oxide film

核级不锈钢高温水腐蚀疲劳机制及环境疲劳设计模型

吴欣强徐松韩恩厚柯伟

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00162

通过模拟核电高温高压循环水腐蚀疲劳实验, 研究了国产核级不锈钢的环境疲劳损伤行为与失效机制; 评价了影响不锈钢高温高压水疲劳寿命的环境和载荷等因素, 建立了一个植入环境损伤效应的疲劳设计模型, 给出了便于工程应用的核级不锈钢的环境疲劳设计曲线.

关键词: 核级不锈钢 , high temperature pressurized water , corrosion fatigue , environmentally assisted cracking , design model

核级不锈钢和铁素体-马氏体耐热钢在400℃/25 MPa超临界水中的腐蚀行为

钟祥玉吴欣强韩恩厚

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00163

利用腐蚀增重法, XRD, Raman光谱和SEM研究了核级304不锈钢和铁素体-马氏体耐热钢P92在400℃/25 MPa超临界水中的腐蚀行为. 结果表明, 2种材料都以均匀腐蚀为主, 增重曲线遵循幂指数规律. 304不锈钢的腐蚀增重比P92钢低近一个数量级, 其氧化膜很薄, 局部存在少量的疖状腐蚀, 氧化膜主要由Cr₂O₃, α-Fe₂O₃, Fe₃O₄和尖晶石结构氧化物组成. P92钢的氧化膜主要由α-Fe₂O₃, Fe₃O₄和尖晶石结构氧化物组成, 表层主要含α-Fe₂O₃. 延长腐蚀时间, P92钢表面氧化膜在超临界水中溶解, 导致氧化膜形貌由致密的多面体颗粒演化为相互连通的多孔网络结构.

关键词: 核级不锈钢 , ferritic-martensitic steel , supercritical water , corrosion , oxide film

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