国产不锈钢包壳管与裂变产物的化学相互作用──堆外模拟试验

在两种氧势下（分别以Ｃｒ／Ｃｒ２Ｏ３和Ｎｉ／ＮｉＯ模拟），对国内３个单位研制的不锈钢包壳管进行ＦＣＣＩ（燃料包壳化学相互作用）堆外模拟试验。低氧势下，包壳管内壁受裂变产物侵蚀不明显，受侵深度小于包壳管腐蚀设计裕量值。高氧势下，出现了基体腐蚀、晶界侵蚀和剥蚀３种类型兼有的腐蚀形貌，其侵蚀深度超过了腐蚀设计裕量值。化学相互作用深度和晶界渗透深度随氧势增高而加大，晶界渗透深度随着Ｃｓ：Ｔｅ比增大而减小。     

中国实验快堆栅板联箱焊接件与钠的相容性

在模拟中国实验快堆运行工况条件下，对用不同来源304不锈钢制造的栅板联箱焊接件进行试验研究，分析和测试在450℃钠中浸泡3000h后焊接件的晶间腐蚀状况及其力学性能变化。试验结果表明：在本试验条件下，焊接件试样的平均腐蚀速率均小于0.9mg/（m_²•h）；焊接件的焊接区及热影响区表面均未出现晶间腐蚀；试验前后，试样的屈服强度、抗拉强度及延伸率均无明显变化。     

钨靶件试样的热等静压工艺试验研究

分别选用锆和不锈钢作为ADS固体W靶的包壳材料，采用真空电子束焊制备了W-Zr及W-S.S.的小样品，在1200、1300、1400℃和180MPa下研究它们的热等静压（HIP）工艺条件。对HIP后的试样分别进行结合面微观观察、扩散层厚度，成分及其显微硬度的测试分析。结果表明：钨-锆及钨-不锈钢包壳管均结合紧密良好，未见间隙或微裂纹,也未见钨的晶粒长大；在钨-锆包壳管结合面处主要是锆向钨扩散，而钨向锆扩散很少。在本试验条件下，其扩散层深度在6-9µm；钨-不锈钢包壳管结合面处钨和铁的扩散明显，其扩散层深度约为13μm，而铬和镍的扩散较少；W-Zr及W-S.S.结合面的显微硬度值也表明在钨-锆及钨-不锈钢的结合面上有扩散层存在；在1300℃，180MPa进行等静压后，不锈钢包壳管的部分区域熔化，因此，1200℃，180MPa适合于钨-不锈钢，而1300℃，180Mpa最适合于钨-锆。     

ADS结构材料在液态Pb-Bi合金中的腐蚀

概要综述了加速器驱动洁净核能系统(ADS)结构材料在液态Pb-Bi合金中的腐蚀机理、影响因素及其防护技术。腐蚀机理主要是：1)材料组分元素在Pb-Bi合金中的溶解和质量迁移；2)组分元素与Pb-Bi合金中的杂质氧的化学反应；3)Pb-Bi合金沿材料晶界渗透导致的晶界脆化。主要影响因素为：1)系统的温度和温差；2)Pb-Bi合金中的氧含量；3)材料的化学成分；4)Pb-Bi合金的流速。氧含量的控制与测量是防止材料腐蚀的重要技术环节，此外，材料表面处理及改性等防护技术有良好应用前景。     

表面加工工艺对钨-钠相容性特征的影响

试验研究了表面加工工艺不同的旋锻钨和抛光钨与钠的相容性。在600℃、含30μg/g氧的金属钠中,旋锻钨和抛光钨的失重速率分别为1×10-4mm·a-1和2×10-4mm·a-1,两种钨与钠均有良好的相容性。旋锻钨试样在钠中的腐蚀失重量随着腐蚀时间增长而减少;抛光钨试样的失重量与腐蚀时间的倒数呈线性关系。X射线衍射分析显示,腐蚀后的旋锻钨试样表面腐蚀产物为NaxWOy和WxOy,而抛光钨则仅有NaxWOy。腐蚀失重曲线的不同和腐蚀产物的差异表明,表面加工工艺造成的表面状态对钨在钠中的腐蚀特性和机理有显著影响。经高温钠腐蚀后,旋锻钨试样的晶粒长大,断裂应力和显微硬度显著降低;高温钠腐蚀对抛光钨试样的断裂应力和显微硬度似乎无明显影响。断口分析结果显示,钠腐蚀前,旋锻钨和抛光钨试样的断口形貌均呈现沿晶脆断特征;钠腐蚀后,两种钨试样的沿晶脆断特征变得更为显著,为沿晶和穿晶混合型脆性断裂。     

中国实验快堆主容器母材及其颈部支撑焊接件在高温钠及钠蒸气中的腐蚀

在450℃钠和190℃钠蒸气中分别试验研究了中国实验快堆(CEFR)主容器316-316不锈钢焊接件及其颈部支撑316-5083钢焊接件与高温钠及钠蒸气的相容性特征.试验时间为3 000 h,钠中的氧含量及碳含量分别为＜25 μg/g和＜14 μg/g.试验后对腐蚀速率、微观腐蚀形貌、表面元素含量、力学性能进行了分析测试,结果表明,在本试验条件下,两种焊接件与高温钠及钠蒸气的相容性良好.     

氧势对快堆不锈钢包壳管腐蚀行为的影响

通过堆外模拟试验，研究了国产３１６－Ｔｉ不锈钢包壳管在４种氧势下对ＦＣＣＩ（燃料包壳化学相互作用）和ＦＰＬＭＥ（裂变产物液态金属脆化效应）的敏感性。结果表明包壳管腐蚀特征与氧势密切相关。当氧势低于Ｃｒ在不锈钢中的氧化阈值，包壳管内壁无明显侵蚀；当氧势超过Ｃｒ在不锈钢中的氧化阈值很多时，包壳管微观侵蚀形貌是基体氧化侵蚀与晶间侵蚀（ＩＧＡ）的混和。随氧势增加，晶间侵蚀深度减小，氧化侵蚀变严重。在与超化学计量混合氧化物燃料对应的高氧势下，同时发生基体氧化侵蚀，晶间侵蚀和剥离性侵蚀，侵蚀区呈“溃疡状”，由富Ｃｒ／贫Ｎｉ和富Ｎｉ／贫Ｃｒ层交替组成。     

OEFR进口部件与国产管道的焊接件在410℃钠中的腐蚀

中国实验快堆（CEFR）的钠存在信号装置管道材料为俄罗斯进口的12X18H10T，它与国产304L不锈钢的焊接处位于410℃流动钠的运行工况中。另外，CEFR一回路的净化支路电磁泵为意大利PEC堆的电磁泵，电磁泵进出口管的材料为AISI316不锈钢，在系统中与国产304L不锈钢管道相焊接，此焊接件所处环境为410℃流动钠。进口的与国产的不同材料间的焊接件在快堆实际运行工况下与钠的相容性如何，是否会发生晶间腐蚀，这直接关系到CEFR部件的安全稳定运行。     

B4C／Na／S.S.三元体系的化学相容性：Ⅰ.温度效应及B／C比的影响

在堆用不锈钢包壳管内分别填装不同Ｂ／Ｃ比的Ｂ４Ｃ芯块及核级钠，以模拟快堆控制棒内的Ｂ４Ｃ／Ｎａ／Ｓ．Ｓ．三体系，在堆外５５０、６５０和７５０℃下相互作用８２ｄ。试验后的Ｂ４Ｃ芯片外观完整，未见掉角，龟裂或破碎；表面变得粗糙，失去原有的金属光泽，化学反应产物ＮａＢ５Ｏ８等在表面沉积和粘附，并导致Ｂ４Ｃ芯块体积增大；芯块的微观结构和晶粒度试验前后无明显变化。包壳管内表面渗Ｂ、渗、Ｎａ和渗Ｃ，渗Ｂ和渗Ｎ