690TT合金在高温含铅碱液中的腐蚀行为

室温条件下690TT合金的极化曲线表明,加入氧化铅能导致合金表面钝化膜不稳定。静态高压釜高温含铅碱液中的浸泡实验表明,在330℃的10% NaOH+10 g/L PbO含铅碱液中,690TT合金发生晶间腐蚀,试样失重,且试样表面越粗糙,腐蚀越严重。其中线切割样品由于残余应力和腐蚀产物楔入应力的综合作用,晶间腐蚀发展成为沿晶应力腐蚀开裂。在330℃的10% NaOH碱液中,690TT合金没有发生晶间腐蚀。     

轧制对Inconel 690合金微观组织及应力腐蚀的影响

采用背散射电子衍射分析技术(EBSD)和慢应变速率拉伸实验方法研究不同轧制道次的Inconel 690合金微观组织和应力腐蚀开裂(SCC)行为。结果表明,三道次轧制的690合金样品的晶粒更大,低重合点阵晶界所占比例更高,织构程度更弱。三道次轧制的690合金在高温高压纯水中的慢应变速率拉伸试验表现出更好的耐应力腐蚀性能。三道次轧制的690合金可以形成更加均匀的组织,提高低重合点阵晶界所占比例,增加其抗应力腐蚀能力。     

喷丸表面粗糙度对纯Ti焊接接头在HCl溶液中应力腐蚀开裂行为的影响

采用慢应变速率拉伸(SSRT)实验研究了TA2纯Ti焊接接头原始试样、超声喷丸(USSP)处理试样和USSP+表面打磨处理试样在10%HCl溶液中的应力腐蚀行为,通过OM、TEM、SEM分别对焊接接头各区域组织及腐蚀断口形貌进行了观测,对不同工艺处理试样的表面粗糙度、残余应力进行了测定,并对其腐蚀机理进行了分析。结果表明,纯Ti焊接接头在该体系中应力腐蚀与氢脆同时存在,焊缝区为焊接接头的薄弱环节,最先发生失效。原始试样在该体系中应力腐蚀开裂敏感性指数(ISCC)为25.61%,具有应力腐蚀倾向;USSP处理试样的ISCC为18.24%,USSP+1500#表面打磨处理试样的ISCC为11.96%,均无明显应力腐蚀倾向。USSP处理试样表面粗糙度较大,易引起应力集中形成裂纹源,与腐蚀坑作用相似;USSP+表面打磨处理减小了试样表面粗糙度,应力分配更加均匀,试样延伸率增加,塑性提升,进一步改善了材料的抗应力腐蚀开裂性能。     

划伤690TT合金在高温含氧水中应力腐蚀裂纹萌生的研究

利用划伤技术研究了690TT合金在325 ℃高温含氧硼锂水中的裂纹萌生和生长情况。试样表面和截面显微分析的结果表明,划伤沟槽底部局部萌生了典型的沿晶应力腐蚀裂纹。由于应力集中,在慢速率拉伸阶段划伤沟槽底部产生了机械裂纹,而机械裂纹成为恒载过程中690TT合金沿晶应力腐蚀裂纹萌生和生长的先导。尖端非常接近晶界或者沿着晶界的机械裂纹可继续形成沿晶应力腐蚀裂纹。690TT合金在恒载荷条件下对应力腐蚀开裂仍有一定的敏感性。     

Al—Li—Cu—Mg合金应力腐蚀性能及机理研究

利用恒应变速率方法研究了Al—Li—Cu—Mg合金的应力腐蚀开裂,包括时效条件及外加电位对应力腐蚀的影响,同时研究了试样表面相对氢浓度与外加电位及应力腐蚀时间的关系,实验结果表明,合金的应力腐蚀性能取决于时效条件,其中峰时效条件下最差,自然时效条件下最好,应力腐蚀敏感性及试样表面氢浓度与外加电位有关,阳极电位增加应力腐蚀敏感性,阴极电位低于临界电位时加速应力腐蚀,认为合金在应力腐蚀过程中阳极溶解与氢脆机制联合作用。     

Mg含量对Al-Mg合金应力腐蚀行为的影响

采用电化学极化曲线、交流阻抗谱和慢应变速率拉伸试验结合扫描电镜观察等方法研究了不同Mg含量的Al-Mg合金的应力腐蚀开裂(SCC)行为。结果表明,随着Mg含量的增加,腐蚀电位降低,而腐蚀电流密度(i_(corr))显著增加。Al-2.5Mg合金在3种合金中表现出最低的i_(corr),与交流阻抗结果相对应。在慢拉伸试验中,Al-6.3Mg合金显示出最差的延展性,其断口形貌表现出明显的脆性断裂特征,应力腐蚀开裂敏感性最大。     

LC4铝合金的应力腐蚀研究

用Ⅱ型试样以慢拉伸方法研究了拉伸速度和极化电位对LC4铝合金应力腐蚀开裂行为的影响。采用应力腐蚀开裂面积A_(SCC)、应力腐蚀最大抗拉强度σ_(SCC)及其所对应的应变ε_(SCC)作为衡量应力腐蚀开裂敏感性的参数。结果表明,随拉伸速度降低,应力腐蚀开裂敏感性升高,但用σ_(SCC)来表现应力腐蚀开裂的敏感性不如A_(SCC)明显。阳极极化使抗拉强度下降;阴极极化时。若极化电位较小,则抗拉强度略有升高,强阴极极化抗拉强度则又会降低,说明应力腐蚀包含氢脆和阳极溶解两种机制。断口形貌观察发现,开路、阴极极化和充氢时的断口形貌相同,阳极极化则与其不同,表明开路时的应力腐蚀开裂是以氢脆为主的。     

不同镍基堆焊材料在高温高压水中的应力腐蚀行为研究

通过U弯浸泡实验研究了电渣焊600合金、电渣焊690合金和埋弧焊690合金三种材料的应力腐蚀行为。研究结果表明:模拟压水堆核电站一回路水化学工况,温度为325℃,压力为15.8 MPa,溶液中含1.5×10~(-3)B、2.3×10~(-6)Li、2.5×10~(-6)H_2,浸泡1193 h后,电渣焊600合金、电渣焊690合金和埋弧焊690合金样品均未发生应力腐蚀开裂。在温度为330℃,压力为11 MPa,含10 mass%NaOH的高温高压强碱溶液中,电渣焊600合金样品浸泡720 h后发生了应力腐蚀开裂,最大裂纹长度为835μm;浸泡1440 h后,裂纹进一步扩展,达到1135μm,具有典型的沿晶应力腐蚀开裂(IGSCC)特征;电渣焊690合金样品经过1440h浸泡后,表面萌生长度为0.3μm到1.15μm不等的微裂纹;埋弧焊690合金样品经过1440 h浸泡后未发生应力腐蚀开裂。     

690TT合金划痕显微组织及划伤诱发的应力腐蚀

测试表明,690TT合金划痕周围形成了加工硬化区,范围可达100μm.TEM及EBSD-OIM组织观察发现,划痕沟槽处的基体组织出现了一定程度的纳米化.在330℃碱溶液中的浸泡实验表明,划伤诱发了690TT合金应力腐蚀裂纹的萌生和扩展.划伤过程中形成的变形晶界、孪晶界以及产生的微观裂纹成为应力腐蚀裂纹优先萌生的位置.Pb的存在使氧化膜变得疏松,加速了基体的溶解和氧化.随着溶液中Pb含量的增加.划伤诱发的应力腐蚀裂纹长度随之增加.690TT合金表面划伤严重降低了材料抵抗应力腐蚀开裂的能力.     

外加电位对316L不锈钢在硼酸溶液中应力腐蚀行为的影响

采用慢应变速率拉伸 (SSRT) 实验,结合不同扫描速率下的动电位极化曲线,对316L不锈钢在动电位极化曲线不同区下的应力腐蚀开裂 (SCC) 敏感性以及腐蚀机理进行了研究。通过断口的SEM形貌进一步分析了316L不锈钢在硼酸溶液中的应力腐蚀开裂机理。结果表明,在近中性硼酸溶液环境下,外加电位对应力腐蚀开裂敏感性具有一定影响;当外加电位处于钝化区和过钝化区时,其SCC机制是由阳极溶解控制,且随着电位的升高其SCC敏感性增大;外加电位为-600 mV时,开裂机制为氢致开裂,此时316L不锈钢有最大SCC敏感性。     

690TT合金在特殊环境下的腐蚀问题

在广泛的电厂运行及实验室研究基础上,690TT合金被证明是目前最佳的蒸汽发生器（SGs）管材之一,690TT合金的使用有效地提高了PWR蒸汽发生器的可靠性,因而成为在役第二代核电站中最常用的传热管管材,并将大量应用于第三代商用核电厂。然而在水质恶化以及随服役时间的增加,690TT合金不可避免的也会遭遇腐蚀。本文对690TT合金使用安全性造成潜在威胁的脱合金成分腐蚀（Cr贫化）、铅致应力腐蚀破裂（PbSCC）、低价硫应力腐蚀开裂（Sy-SCC）的情况加以较详细的介绍。     

Influence of dissolved oxygen on oxide films of Alloy 690TT with different surface status in simulated primary water

Oxidation of Alloy 690 with different surface conditions were performed in oxygenated primary water containing B and Li at 325 °C and 15.6 MPa for 2 months. Oxide scales were analyzed using various methods. Results showed triple-layer oxide films were formed: the outmost layer with dispersed big oxide particles; the intermediated layer with loose sheet-like or needle-like oxides and the inner layer with incompact cellular oxides, which were lack of protectiveness. Oxide morphologies were affected by the surface status of samples. Dissolved oxygen increased the intergranular attack (IGA) sensitivity of Alloy 690TT. Growth mechanism of the oxide film was discussed.     

The role of TiN inclusions in stress corrosion crack initiation for Alloy 690TT in high-temperature and high-pressure water

Microchemistry and microstructure of TiN in Alloy 690TT were analyzed using SEM and TEM. Constant loading test was conducted on Alloy 690TT in 325 °C water to study effect of TiN on SCC initiation. It was found that TiN-inclusion stringers existed along the longitudinal axis. Numerous micron-size TiN with Al₂O₃ and/or MgO nuclei and submicron-size TiN existed in this alloy. After holding a constant load equal to 180% of the yield strength for 40 days, cracks about 1-3 μm initiated at micron-size TiN and TiN-inclusion stringers in the near surface. The mechanisms of Alloy 690TT crack initiation at these TiN are discussed.     

打磨态690TT合金经不同时间浸泡后表面氧化膜结构分析

利用多种分析手段深入分析了打磨处理的690TT合金在模拟压水堆一回路高温高压水环境中经不同时间浸泡后表面生长的氧化膜的微观结构.结果表明,从短期氧化到长期氧化.氧化膜表面形貌变化不明显;氧化膜主要由尖晶石结构的氧化物和单质Ni构成.浸泡96和1440 h后,氧化膜主要由富含Cr的氧化物构成.浸泡720,1440和2160 h后,氧化膜均由外层、中间层和内层构成:外层是分散的富含Ni和Fe的尖晶石结构的大颗粒氧化物;中间层是致密的富含Cr的尖晶石结构的小颗粒氧化物;内层是均匀连续的富含Cr的氧化物.中间层和内层氧化物能对基体起到良好的保护作用;随着氧化时间的延长,保护层的平均生长速率逐渐降低.打磨处理促进了690TT合金表面保护性氧化膜的生长.     

电解抛光态690TT合金经不同时间浸泡后表面氧化膜结构分析

利用AFM,SEM,TEM,EDS及XPS分析了电解抛光处理690TT合金在含B和Li,充H_2的高温高压水溶液中经不同时间浸泡后表面生长氧化膜的微观结构.结界表明,从短期氧化到长期氧化,氧化膜表面形貌变化不明显;氧化膜主要由具有尖晶石结构的氧化物和单质Ni构成.浸泡720,1440和2160h后,氧化膜均由外层、中间层和内层构成:外层是分散的富含Ni和Fe的尖晶石结构的大颗粒氧化物;中间层是疏松的富含Ni的尖晶石结构的针状氧化物;内层是连续致密的富Cr氧化物.仅氧化膜中的内层氧化物能对基体起到良好的保护作用.电解抛光处理不利于690TT合金表面保护性氧化膜的快速生长.浸泡至2160 h后,氧化膜依然缺乏保护性.内层氧化膜的平均生长速率并未显著降低.     

Internal oxidation of Alloy 600 exposed to hydrogenated steam and the beneficial effects of thermal treatment

Alloy 600 in the solution annealed (SA) and thermally treated (TT) conditions was exposed to a hydrogenated steam environment considered to simulate primary water in pressurized water reactors. The likely susceptibility to primary water stress corrosion cracking (PWSCC) was evaluated using the internal oxidation model. A FIB was used to extract cross-sections from Alloy 600 samples and elemental maps were generated; internal oxidation was observed intragranularly in all cases, resulting in expulsion of metallic nickel to the surface. Intergranular oxidation and embrittlement was observed in SA samples, while a thick and dense Cr-rich oxide was formed intergranularly on TT samples.     

Measurement of steady-state hydrogen electrode reactions on Alloys 600 and 690 tubes

The steady-state polarization measurements for HER and HOR were carried out in order to obtain the effects of hydrogen pressure, solution pH, and temperature on the current densities of Alloys 600 and 690, respectively. Optimization was performed to obtain the electrokinetic parameters of HER and HOR on Alloys 600 and 690 such as forward and reverse transfer coefficients and equilibrium corrosion densities. From the optimization process, the activation energies, E_ac, of both hydrogen reactions on the surfaces of the Alloys 600 and 690 tubes were obtained as 30.5 kJ/mole on the surface of Alloy 600 tube and 35.6 kJ/mole on Alloy 690 tube. Furthermore, the equilibrium exchange current densities of hydrogen electrode reaction, i₀(H₂), on the surface of the Alloys 600 and 690, respectively, were proposed as functions of hydrogen pressure, solution pH, and temperatures.