国产核用不锈钢辐照损伤研究

采用2 MeV质子束在360℃对国产核用304不锈钢试样进行了辐照实验,利用显微硬度仪、透射电子显微镜(TEM)和三维原子探针(3DAP)等研究了材料的辐照损伤,分析了辐照剂量对辐照损伤演化的影响规律。结果表明,304不锈钢辐照损伤微观结构以位错环和少量孔洞为主,位错环的数量密度为1022m-3量级,平均尺寸小于10 nm。材料在晶界和位错环处发生元素偏析,其中Cr、Ni在晶界和位错环处偏析程度相近,而Si在位错环处的偏析程度数倍于晶界。位错环平均尺寸和数量密度、晶界偏析程度以及辐照硬化程度均随辐照剂量增加而增加,并在3.0~5.0 dpa范围内趋于饱和。     

321和304不锈钢在含硫污水中的应力腐蚀开裂行为研究

采用C型环暴露实验、应力环暴露实验及慢应变速率拉伸(SSRT)实验对321和304不锈钢在含硫污水中的应力腐蚀开裂(SCC)行为进行了研究。结果表明,含硫污水环境下发生SCC的风险并没有达到很高的程度,但是经过浸泡的试样表面有明显点蚀产生,并且随着浸泡时间的延长,点蚀程度加剧。加载应力最大的C型环321试样在浸泡3个月后可以观察到有腐蚀沟壑和少量裂纹出现,因此不能排除发生SCC的风险。304不锈钢试样在NH_4Cl溶液中的开裂敏感性并没有随Cl~-浓度的增加而单调增加,当Cl~-浓度处于50～100 mg/L时,pH值(25℃)处于6左右时,开裂敏感性最高。     

氧氯协同对304L不锈钢在高温高压硼锂水中应力腐蚀开裂的影响

采用高温高压慢应变速率拉伸试验方法(SSRT),研究了饱和氧环境下不同氯离子浓度对304 L不锈钢在高温高压硼锂水介质中氯致应力腐蚀开裂的影响。结果表明:在一定浓度范围内有氧无氯或者有氯无氧环境下,304L不发生应力腐蚀开裂。在空气饱和氧条件下,氯离子浓度在1 mg/L至10 mg/L之间变化时,应力腐蚀敏感性随浓度变化不大;而当氯离子浓度大于20 mg/L时,应力腐蚀敏感性随浓度的增加变化很大,当氯离子浓度为50 mg/L,304L几乎完全为脆性断裂。     

304 不锈钢在模拟深海和浅海环境中的应力腐蚀行为

目的研究304不锈钢在模拟深海和浅海中的应力腐蚀开裂(SCC)行为。方法通过控制不同环境因素模拟南海某海域环境,利用动电位扫描、交流阻抗谱、慢应变速率拉伸(SSRT)及SEM表面分析等手段进行研究。结果 304不锈钢在模拟海水溶液中呈现钝化状态,出现应力腐蚀敏感性,且裂纹扩展方式为穿晶开裂。在深海中的SCC机制为氢致开裂,浅海中的SCC机制主要为阳极溶解。结论 304不锈钢在深海与浅海中的SCC机制不同,但两者的SCC敏感性相近且相对较低,在模拟海水环境中的应用不受海水深度限制。     

不锈钢Ⅱ型单晶试样的应力腐蚀

研究了不锈钢Ⅱ型单晶试样在４２％沸腾ＭｇＣｌ＿２溶液中的应力腐蚀。结果表明，对任何晶面取向的试样，其应力腐蚀裂纹均在最大正应力处形核，而在最大剪应力位置并不发生应力腐蚀．在最大正应力位置的周围虽有滑移线，但在裂纹形核的区域并无滑移线，而在有滑移线的地方却没有宏观裂纹。观察表明，有些滑移线上存在很多蚀坑，在蚀坑较轻微的滑移线上，有许多微裂纹，这些裂纹与滑移线成一定角度（约２０°）．在应力腐蚀裂纹的形核与扩展中起作用的是位错局部塞积所形成的应力集中．位错塞积应力与电化学过程的联合作用下导致了应力腐蚀开裂，金属表面的滑移台阶虽然也会发生腐蚀，但并不起主要作用。     

STRESS CORROSION CRACKING OF 321 STAINLESS STEEL SINGLE CRYSTAL UNDER MODE Ⅱ LOADING

研究了不锈钢Ⅱ型单晶试样在４２％沸腾ＭｇＣｌ＿２溶液中的应力腐蚀。结果表明，对任何晶面取向的试样，其应力腐蚀裂纹均在最大正应力处形核，而在最大剪应力位置并不发生应力腐蚀．在最大正应力位置的周围虽有滑移线，但在裂纹形核的区域并无滑移线，而在有滑移线的地方却没有宏观裂纹。观察表明，有些滑移线上存在很多蚀坑，在蚀坑较轻微的滑移线上，有许多微裂纹，这些裂纹与滑移线成一定角度（约２０°）．在应力腐蚀裂纹的形核与扩展中起作用的是位错局部塞积所形成的应力集中．位错塞积应力与电化学过程的联合作用下导致了应力腐蚀开裂，金属表面的滑移台阶虽然也会发生腐蚀，但并不起主要作用。     

316Ti在含氯离子300℃高温水中的应力腐蚀开裂

采用慢应变速率拉伸(SSRT)试验方法研究了316Ti在300℃高温水中的应力腐蚀开裂(SCC)行为。结果表明,在空气饱和条件下,试样的断裂时间、延伸率以及断裂能的值随着Cl^-浓度的增大显著降低,应力腐蚀敏感指数随着Cl^-浓度的增大则显著递增,二者具有一定相关性。316Ti不锈钢在300℃空气饱和水中发生SCC的临界Cl^-质量浓度为5 mg/L,只有在Cl^-质量浓度高于或等于5 mg/L,试样才发生穿晶型和部分沿晶混合型SCC。SCC裂纹多萌生于滑移台阶或蚀坑,也可能萌生于接近表面的铁素体相处;裂纹在向基体扩展过程中,铁素体相的存在阻碍了其扩展过程,从而提高了316Ti的抗SCC能力。氧在SCC裂纹萌生和扩展过程中都起着非常重要的作用。     

疲劳损伤对核电汽轮机焊接转子接头应力腐蚀开裂敏感性的影响

采用慢应变速率拉伸试验(SSRT)研究了不同程度疲劳损伤对核电汽轮机焊接转子接头应力腐蚀开裂敏感性的影响，利用扫描电子显微镜等观察手段讨论了疲劳损伤对汽轮机焊接接头应力腐蚀开裂敏感性和二次裂纹的作用机理. 结果表明，疲劳损伤增强了核电汽轮机焊接转子接头应力腐蚀开裂敏感性. 此外，疲劳损伤的作用使空气中试样的塑性提高而在腐蚀溶液中塑性降低，也影响了试样内部二次裂纹的产生和扩展.     

铁离子辐照对核用304不锈钢在高温水中腐蚀行为的影响

利用3.5 M eV的铁离子对304不锈钢进行模拟辐照,研究了辐照对核电结构材料腐蚀行为的影响,并对材料内部微观结构、平均腐蚀速率、腐蚀产物形貌、结构及成分等进行了表征.结果表明,辐照使材料内部引入大量位错缺陷,增加了材料在高温水环境中的平均腐蚀速率.辐照试样腐蚀后形成的氧化膜更加不均匀,同时氧化膜内Cr含量有所降低....     

氢致马氏体对304不锈钢在MgCl2中应力腐蚀的影响

通过电解充氢后除气，即可在304奥氏体不锈钢中引入不同数量的氢致马氏体（ε α′，其中ε占2/3），同时并未明显改变试样的强度和位错密度，氢致马氏体使304不锈钢脆化，塑性损失随马氏体含量升高而升高，在沸腾MgCl2溶液中慢应变速率拉伸实验表明，随氢致马氏体含量升高，应力腐蚀敏感性也升高，但当马氏体总量超过10%之后，应力腐蚀敏感性逐渐趋势地一个稳定值。     

γ射线辐照对316不锈钢在高温水中应力腐蚀破裂的影响

采用经两种剂量γ射线辐照试样的慢应变速率试验(SSRT),结合电化学测试及扫描电子显微镜观察,初步研究了固溶态及敏化态316不锈钢在含5mg/LCl-的300℃高温水中的应力腐蚀破裂行为.结果表明,在试验条件下经辐照的敏化态及固溶态试样的抗应力腐蚀性能均有一定恶化,且随辐照量增大影响也变大.固溶态试样经较高剂量辐照后,SCC敏感性增大较明显,例如经5.07×108radγ射线辐照的试样在200mV控制电位下显示有IGSCC敏感性     

浓度和温度对316L不锈钢在NaOH溶液中应力腐蚀开裂行为的影响

采用慢应变速率拉伸试验(简称SSRT),对316L不锈钢在高温NaOH溶液中的应力腐蚀开裂行为进行了试验研究,结果表明在较高温度下,316L不锈钢在低浓度的NaOH溶液中也具有明显的应力腐蚀开裂敏感性.     

磨损对蒸汽发生器690合金传热管应力腐蚀裂纹萌生行为的影响

传热管是蒸汽发生器（SG）最关键的部件,起到一、二回路换热的作用,是防止放射性泄漏的重要安全屏障。在高温碱性溶液中进行了磨损690合金传热管的慢应变速率拉伸试验（SSRT）。采用扫描电子显微镜、电子背散射衍射和透射电子显微镜分析了690合金传热管的微动磨损和应力腐蚀裂纹（SCC）萌生行为。结果表明,SSRT试样呈现出典型的穿晶SCC特征,且随磨损深度增加,裂纹萌生数量和平均深度均增加,这可能与磨损表面留下的犁沟、剥层、微裂纹以及数十微米厚的残余应变层有关。基于SCC的滑移溶解/氧化机制,对磨损促进SCC裂纹萌生的过程进行了分析。     

304L不锈钢在高温高压水蒸气中的应力腐蚀开裂行为

目的 研究304L不锈钢在高温高压水蒸气中的应力腐蚀开裂行为及机理。方法 采用慢应变速率试验分别研究了304L不锈钢在常温常压水、高温高压水、高温高压水蒸气环境中的应力腐蚀开裂行为。利用SEM、三维立体显微镜和XPS，分析试样氧化后断口区域的形貌及元素分布。结果 304L不锈钢在常温常压水中的抗拉强度为730 MPa，拉伸率为94.32%。在高温高压水、高温高压水蒸气环境中的抗拉强度分别为382、379 MPa，拉伸率分别为44.98%、47.38%。304L不锈钢在三种试验环境中慢拉伸后的断口表面布满大量韧窝，断口全貌呈韧性断裂特征，高温高压水、高温高压水蒸气中试样的抗拉强度较常温常压水中明显下降。304L不锈钢在高温高压水环境和水蒸气环境中得到的XPS谱图中各结合能峰位置几乎相同，峰的相对强度因载荷的不同而发生变化。施加载荷后，在高温高压水环境中304L不锈钢表面氧化物中的Cr含量增加，而在高温高压水蒸气环境中的Cr含量略有下降。结论304L不锈钢在高温高压水和高温高压水蒸气环境中具有相似的最大抗拉强度和最大应变值。施加载荷将影响304L不锈钢氧化过程中金属元素扩散的速度，进而影响氧化产物的成分。     

敏化态304不锈钢在室温下发生应力腐蚀的Cl~-浓度界限

用慢应变速率实验技术研究了敏化态304不锈钢在室温氯化钠溶液中的应力腐蚀行为。结果表明:敏化态304不锈钢在近中性的氯化物溶液中呈典型的沿晶应力腐蚀开裂,随Cl-浓度的提高,应力腐蚀开裂敏感性增强,应力腐蚀的发生存在一个临界Cl-浓度。关键词     

CO_3~(2-)-HCO_3~-溶液中X80管线钢焊接接头的应力腐蚀开裂分析

采用慢应变速率试验(SSRT)、扫描电镜(SEM)观察研究了国产X80管线钢焊接接头在0.5mol/LNa2CO3 1mol/LNaHCO3溶液中的应力腐蚀开裂(SCC)敏感性。结果表明,拉伸试样全部断裂在焊缝或热影响区。在所研究的电位区间,拉伸试样随着外加电位正向增加,断面收缩率、断裂时间和断后伸长率增加,而断口部位的裂纹平均扩展速率减小,SCC敏感性降低。试样断口形貌在阴极电位条件下呈准解理断裂,在自腐蚀电位和阳极电位条件下,焊缝试样断口主要是韧性断裂。应力腐蚀机理可以用阳极溶解理论和氢致破裂来解释。     

堆内构件304L焊接件在除氧和氯离子环境中的应力腐蚀开裂研究

采用高温高压慢应变速率拉伸试验方法(SSRT),研究了在除氧环境下不同浓度氯离子对304L焊接件在模拟一回路高温高压硼锂水介质中氯致应力腐蚀开裂的影响。结果表明:当氯离子浓度为1 mg/L时,其各项力学性能指标与惰性氮气空白样一致,表明在低浓度氯离子除氧条件下,304L焊接件没有应力腐蚀敏感性。随着氯离子含量(1~50mg/L)的增加,304L焊接件应力腐蚀敏感指数变化呈增加趋势。断口侧面没有观察到明显的裂纹,氯离子浓度越低,断口缩颈现象越明显,表明主要是机械断裂。氯离子浓度较高时,棱角部分出现微裂纹源,可能与棱角部分应力更为集中相关。所有样品的断裂位置都在焊缝和热影响区,在焊缝和热影响区发生了巨大的形变,离断口越近,变形越严重。焊接部位是304L堆内构件中薄弱环节,应该成为应力腐蚀开裂和其他性能检测的重点部位。     

CO32--HCO3-溶液中X80管线钢焊接接头的应力腐蚀开裂分析

采用慢应变速率试验(SSRT)、扫描电镜(SEM)观察研究了国产X80管线钢焊接接头在 0.5 mol/L Na2CO3 1 mol/L NaHCO3 溶液中的应力腐蚀开裂(SCC)敏感性.结果表明,拉伸试样全部断裂在焊缝或热影响区.在所研究的电位区间,拉伸试样随着外加电位正向增加,断面收缩率、断裂时间和断后伸长率增加,而断口部位的裂纹平均扩展速率减小,SCC敏感性降低.试样断口形貌在阴极电位条件下呈准解理断裂,在自腐蚀电位和阳极电位条件下,焊缝试样断口主要是韧性断裂.应力腐蚀机理可以用阳极溶解理论和氢致破裂来解释.     

不同热处理态的304和321奥氏体不锈钢在氯化铵环境中的应力腐蚀行为对比研究

目的 对比研究原始、固溶和敏化态的304和321奥氏体不锈钢在模拟加氢催化氯化铵环境中的应力腐蚀（SCC）行为及机理。方法 将304和321奥氏体不锈钢经过热处理制备成固溶和敏化态试样,采用U形弯试样在模拟加氢催化氯化铵环境中浸泡的应力腐蚀试验方法对其进行研究,通过观察U形弯弧顶的腐蚀形貌和开裂时间,并结合腐蚀及裂纹的SEM照片和电化学测试结果进行分析。结果 原始和固溶状态304不锈钢U形弯试样在氯化铵溶液环境中开裂时间为25 d左右,断口形貌分别为穿晶断口和沿晶断口;敏化态试样18 d后发生开裂,断口形貌为穿晶和沿晶的混合断口。原始和固溶态321不锈钢U形弯试样在该环境中经过39 d均无应力腐蚀裂纹;敏化试样经30 d后产生宏观开裂。电化学测试结果显示,不同热处理态的304不锈钢在氯化铵溶液中均具有明显的点蚀敏感性,321不锈钢在该环境中耐点蚀和应力腐蚀的能力优于304不锈钢。结论 不同状态的304不锈钢在高温氯化铵环境中具有较强的应力腐蚀倾向,特别是敏化态试样;321不锈钢在该环境中的应力腐蚀敏感性相对较小,但敏化处理显著增加了其沿晶应力腐蚀倾向,而固溶态试样具有明显的沿晶腐蚀特征。     

304不锈钢在H2S介质条件下的应力腐蚀

用电化学测试及慢应变速率拉伸试验（SSRT）方法对304不锈钢在饱和H2S溶液和NACE标准溶液中的应力腐蚀行为进行研究.结果表明,Cl-能显著降低304不锈钢在饱和H2S溶液中的腐蚀电位和点蚀电位,增加点蚀倾向,并降低抗H2S应力腐蚀能力.