核电站关键材料在微纳米尺度上的环境损伤行为研究——进展与趋势

分析了核电站用关键金属材料的损伤行为的研究现状,叙述了近期的主要进展:腐蚀电化学动力学、晶界上的优先氧化及由此导致的晶界强度降低、材料内部特殊晶界改善耐腐蚀性能、尖锐的应力腐蚀裂纹形状、纳米尺度原子团簇的形成及其对性能的影响等.在此基础上指出,在高温高压水中工作的核电站关键材料的环境损伤的研究趋势和主要问题包括:材料在...     

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.     

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。     

X100管线钢在恒载荷作用下的应力腐蚀开裂

利用恒载荷试验机研究X100管线钢在NS4溶液中恒载荷作用下的应力腐蚀开裂行为.结果表明,即使外加应力小于其屈服强度,X100管线钢也能发生应力腐蚀开裂,且为穿晶型的应力腐蚀开裂;裂纹萌生于贝氏体与铁素体相界之间、M/A岛与基体之间以及贝氏体板条之间的界面上.     

Zn含量对冷镀锌涂料的腐蚀保护机制的影响

制备了不同Zn粉含量的冷镀锌涂层,对不同涂层进行力学性能测试,利用盐雾实验和电化学阻抗谱对涂层的性能进行了表征。结果表明,Zn含量为95.2% (质量分数) 时的涂层耐盐雾性能最佳。涂层的腐蚀产物主要为ZnO和Zn(OH)₂。当锌粉含量小于75%时,涂层阻抗值随着时间的延长而减小,涂层的保护作用不足;当锌粉含量大于75%时,涂层阻抗值先减小后增大,Zn作为阳极优先腐蚀,起到牺牲阳极保护阴极的作用。     

纳米氧化硅复合环氧和聚氨酯涂料耐磨性与耐蚀性研究

    利用两步法制备了纳米氧化硅复合环氧涂料和聚氨酯涂料.并对其耐磨性与耐蚀性进行了研究.其结果表明：与未加入纳米氧化硅的涂层相比,纳米氧化硅复合环氧涂层和聚氨酯涂层的显微硬度分别提高7%、6.2%,耐磨性有很大提高,同时纳米氧化硅聚氨酯涂层耐蚀性有明显提高,纳米氧化硅环氧涂层的耐蚀性没有下降.        

Microstructure and mechanical properties of melt-conditioned high-pressure die-cast Mg-Al-Ca alloy

A new shape casting process, melt-conditioned high-pressure die-casting （MC-HPDC） was developed. In this process, liquid metal was conditioned under intensively forced convection provided by melt conditioning with advanced shear technology （MCAST） unit before being transferred to a conventional cold chamber high-pressure die-casting （HPDC） machine for shape casting. The effect of melt conditioning was investigated, which was carried out both above and below the liquidus of the alloy, on the microstructure and properties of a Mg-Al-Ca alloy （AZ91D＋2%Ca （mass fraction）, named as AZX912）. The results show that many coarse externally-solidified crystals （ESCs） can be observed in the centre of conventional HPDC samples, and hot tearing occurs at the inter-dendritic region because of the lack of feeding. With the melting conditioning, the MC-HPDC samples not only have considerably refined size of ESCs but also have significantly reduced cast defects, thus provide superior mechanical properties to conventional HPDC castings. The solidification behaviour of the alloy under different processing routes was also discussed.     

316Ti不锈钢在模拟核电高温高压水中的腐蚀疲劳裂纹断口研究

研究了轻水堆核电站关键设备材料316Ti不锈钢在模拟核电高温高压水环境下的低周疲劳裂纹断口,讨论了疲劳裂纹扩展、断口特征及环境致裂机理。结果表明,疲劳裂纹为穿晶扩展,且呈折线状,裂纹之间相互交叉、连接、分叉呈现出典型的多裂纹特征;高变速率时裂纹短且数目多,低应变速率时裂纹长但数目少,并且高应变速率的辉纹间距小于低应变速率时的;裂纹尖端产生严重塑性变形,并伴有一些滑移带生成,裂纹尖端或者两侧铁素体/基体界面出现二次裂纹。讨论了裂纹扩展滑移溶解机理,实验结果证实了力学和电化学反应协同作用促进了疲劳裂纹扩展,其扩展机理可用滑移溶解模型解释。     

中国的酸雨对材料腐蚀的经济损失估算

阐述了酸雨的形成和定义,酸雨在中国的分布与危害.根据传 统的经验方法和Uhlig方法保守的估计了中国酸雨在1999年对材料的直接经济损失大约30亿 元.间接损失要远高于这个数字.     

压水堆核电站蒸汽发生器用600合金管在含铅高温碱溶液中的应力腐蚀行为研究

    采用U型弯曲试样研究了高、低温工厂退火状态的压水堆蒸汽发生器（SG）商用化600合金管在330℃、含10g/L PbO的10%NaOH高温水溶液中的应力腐蚀开裂（SCC）行为.结果表明,在氢浓度很高时,600合金表现为较严重的晶间腐蚀（IGA）,最大侵蚀深度约270μm;没有观察到明显的应力腐蚀开裂,腐蚀晶界中有铅的沉积;冷拉预变形、退火温度对材料的腐蚀和应力腐蚀行为的影响不明显.