注锌对316不锈钢应力腐蚀裂纹扩展速率的影响

通过使用直流电压降法测量316不锈钢在高温水中的应力腐蚀速率,研究了10、20、40μg/kg乙酸锌对316不锈钢应力腐蚀的影响。实验结果显示,回路内注入10μg/kg乙酸锌时316不锈钢的裂纹扩展速率比加氢时的裂纹扩展速率低5倍,而加入20、40μg/kg乙酸锌后316的裂纹扩展速率上升。     

316LN的应力腐蚀开裂实验研究

分别对奥氏体不锈钢316LN基体材料进行5％、10％、20％的轧制变形,轧制变形后的材料在1050℃下进行30 min的退火处理.将经过轧制和轧制加退火处理2种工艺处理的材料制成紧凑拉伸试样,通过恒载荷拉伸的方法在沸腾饱和氯化镁溶液中进行应力腐蚀开裂实验.对比2种处理工艺、不同形变量的316LN材料应力腐蚀开裂行为和裂...     

高温水中氯离子对316L不锈钢应力腐蚀裂纹扩展速率的影响

本文采用直流电压降(DCPD)方法,使用恒K(K=27.5 MPa·m1/2)加载方式,在核电厂高温高压水环境中研究了氯离子对316L不锈钢的应力腐蚀裂纹扩展速率的影响。实验结果表明:在高温除氧水中,氯离子会加快316L不锈钢的应力腐蚀裂纹扩展速率,且当水中存在溶解氧时,氯离子对应力腐蚀裂纹扩展速率的影响更明显。     

敏化处理对316NG奥氏体不锈钢疲劳裂纹扩展行为的影响

在模拟压水堆腐蚀环境条件下,进行了未敏化与725℃敏化处理的316NG奥氏体不锈钢腐蚀疲劳实验。采用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、金相显微镜(OM)分析了试样微观结构、偏析相化学成分及裂纹扩展状况,研究了材料疲劳裂纹扩展行为。研究结果表明:敏化处理可显著抑制316NG奥氏体不锈钢在腐蚀环境中的疲劳裂纹扩展;裂纹扩展速率由未经敏化处理的2.21×10~(-4) mm/次减小到敏化处理10min的1.02×10~(-4) mm/次。敏化处理试样的偏析相颗粒数量增多,萌生的支裂纹也增多,导致裂纹扩展速率减小。但是,敏化处理会导致偏析相颗粒中Cr元素含量增加,颗粒附近的基体成为贫铬区,电化学腐蚀加剧,促进裂纹的扩展。     

316LN不锈钢在高温高压水环境下的腐蚀疲劳行为研究

在室温纯水、高温纯水及高温硼锂水环境下开展了316LN不锈钢在不同应变幅加载下的腐蚀实验研究,并获得了3种条件下的腐蚀疲劳寿命曲线。结果表明,316LN不锈钢在加载过程中出现了先硬化后软化现象,且随循环周次增加,应力峰值逐渐下降;高温纯水及高温硼锂水环境下材料的腐蚀疲劳性能下降,加速了材料的腐蚀疲劳失效;在高应变幅条件下高温的软化作用占主要影响,低应变幅条件下腐蚀作用占主要影响;试验后的样品断面上均可观察到疲劳辉纹、滑移变形带及二次裂纹,高温水腐蚀环境会加速裂纹扩展,加速疲劳失效。     

加热温度和热处理对316LN不锈钢力学性能与超声波探伤的影响研究

利用铁素体测试仪研究了316LN不锈钢在不同加热温度和冷却速度下的铁素体析出规律,试验结果表明,加热温度在1280℃以下无铁素体析出,冷却速度在20℃/h以上,无铁素体析出。基于理化检测并结合热处理工艺试验,分析了316LN不锈钢锻件超声波探伤无底波的原因和改善途径,结果表明,造成锻件超声波探伤无底波的原因是严重的混晶,而通过热处理可以减小晶粒尺寸差距,从而提高超声波可探性。不同固溶温度处理后试样常温、高温力学性能以及晶间腐蚀性能试验结果表明,晶粒度级别在4.0级到1.0级之间变化时,316LN不锈钢的力学性能波动较小,晶间腐蚀性能满足要求。相同固溶温度处理时,热处理次数的变化对晶粒尺寸、力学性能的影响较小,晶间腐蚀性能也满足标准要求。     

核电用316LN不锈钢的热机械疲劳性能研究

采用热机械疲劳试验方法研究316LN不锈钢的同相热机械疲劳行为,获得材料的疲劳数据。试验结果表明:316LN不锈钢的热机械疲劳行为是一个先强化后软化的过程;滞回曲线呈梭形,形状"饱满",具有良好的塑性变形能力,且随着温度范围增大,变形能力增强;在相同条件下,温度范围增大,材料的疲劳特征表现更为明显;在波动管运行条件下(温度≤320℃),应变对材料的疲劳寿命影响占主要作用;材料在120~320℃和120~230℃条件下的热机械疲劳寿命均大于350℃恒温低周疲劳寿命,说明采用传统的高温低周疲劳试验结果来评价波动管材料的热机械疲劳寿命过于保守。     

水辐解对反应堆材料SS316腐蚀速率的影响研究

水作为反应堆的主要冷却剂之一,在经过堆芯的辐照区时会产生辐解,生成具有强氧化性的O_2、H_2O_2等产物,这些产物会对材料的腐蚀速率造成影响,进而影响反应堆的活化腐蚀产物源项。在已有理论和模型的基础上,将水辐照分解计算和材料腐蚀速率计算结合起来,以评估水辐照分解对反应堆材料腐蚀速率的影响。根据反应堆的运行工况,计算出冷却回路中水辐解的主要产物O_2和H_2O_2的产额在0.1～10μmol·L~(-1)之间,结合电化学中的混合电位理论,进一步计算得出SS316材料的电化学腐蚀速率在0.012～0.026 g·m~(-2)·h~(-1)范围内。     

含草酸的硝酸溶液对316L不锈钢的腐蚀行为

模拟金属材料在草酸钚沉淀母液蒸发浓缩工艺的服役条件,按GB/T 4334.3-2000要求,开展了含草酸的硝酸溶液对316L不锈钢板材和焊件的腐蚀行为研究。实验采用称重法获得了腐蚀速率数据,采用扫描电镜观察金属表面的腐蚀形貌,通过能谱分析腐蚀前后样品的表面元素分布,并测定了腐蚀溶液中金属离子的浓度。结果表明:模拟实验条件下316L不锈钢各腐蚀样品腐蚀速率较低,为均匀腐蚀。在103℃、8.0 mol/L硝酸条件下,316L不锈钢板材和焊缝的平均腐蚀速率分别为0.049 6 g/(m²·h)和0.068 6 g/(m²·h)。研究结果为草酸钚沉淀母液蒸发浓缩设备的材料选择提供了数据参考,优化焊缝工艺是316L不锈钢作为草酸母液蒸发浓缩设备材料使用重要的改进方向。     

表面粗糙度对国产316LN钢低周疲劳性能的影响

表面粗糙度对材料服役过程中表面缺陷的形成有着重要影响,由于实验室一般采用光滑试样测试疲劳性能,而真实主管道经过多道工序,其表面粗糙度远大于实验室测试试样,这会给主管道的设计、使用带来风险。本文通过测试不同粗糙度316LN不锈钢的疲劳性能,分析粗糙度(分别为0.08、0.4、1.0μm)对疲劳寿命的影响。结果表明,随着粗糙度的增加,疲劳寿命会相应减少,两者在双对数坐标下呈线性关系。通过断口观察对比和裂纹萌生机理分析可知,粗糙度增加会引起应力集中,增加微裂纹的萌生速度,从而导致疲劳寿命下降。     

核级不锈钢焊接接头钝化膜耐蚀性能和半导体特性研究

采用电化学阻抗谱(EIS)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、Auger扫描能谱仪(AES)以及容抗测试技术(M-S曲线),研究了316LN/316L不锈钢焊接接头在模拟压水堆一回路高温高压水中形成的钝化膜的耐蚀性能和半导体特性。结果表明,焊缝区、热影响区和母材区形成的钝化膜的耐蚀性能不同,热影响区钝化膜开路电位及电化学阻抗等均低于其他区域,说明热影响区钝化膜的耐蚀性能最差,这主要与钝化膜的致密程度、厚度及Cr氧化物的含量有关。M-S曲线表明,母材区钝化膜平带电位为-0.7V,较其他区域(-0.4V)负移,表明有BO-3等阴离子在钝化膜表面吸附,加之具有较低的施主和受主浓度,可排斥侵蚀离子的腐蚀,使之较其他区域有更强的耐蚀性能。     

The Investigation on Welding Processes for SUS316LN Tubes Used in Superconducting Magnetic System of EAST

The force flow cooled superconducting cable-in-conduit conductor （CICC） is used in both of EAST toroidal field （TF） and poloidal field （PF） coils. The conductor consists of multi-stage NbTi superconducting cable and 1.5 mm thick square jacket. The cable is pulled through in a thin wall circular jacket and then compacted to square cross-section conductor. The jacket material is SUS316LN austenitic stainless steel seamless tubes （about 10 m each）, which is assembled by butt-welding up to 600 m. The results of the welding procedure investigation and quality assurance procedures carrying out are described in this paper.     

国产316LN不锈钢在模拟AP1000一回路水环境中的疲劳行为

一回路水环境下的疲劳性能是核电站主管道设计寿命评估的重要参数。针对国产主管道材料316LN开展了模拟AP1000一回路水环境的低周疲劳试验,分析了疲劳行为和失效机理。研究结果表明:国产316LN峰值应力随应变幅的增大而增大,大应变幅试样在疲劳过程中先后发生了循环硬化、循环软化和失稳,而小应变幅试样在失稳前未发生明显的循环硬化和循环软化;在应变幅由0.2%逐渐增加至1.2%的过程中,疲劳周次从105逐渐降低至102;疲劳断口具有典型的疲劳断口特征,裂纹萌生于试样表面,以穿晶方式垂直于主应力方向扩展,裂纹扩展区具有典型的疲劳辉纹,辉纹上有菱形颗粒状腐蚀产物,环境辅助开裂机制倾向于氢致开裂。     

FeCrAl铁素体不锈钢在压水堆水化学偏离工况下的应力腐蚀行为

采用慢应变速率拉伸（SSRT）试验方法,研究了FeCrAl铁素体不锈钢在偏离压水堆正常工况下的应力腐蚀行为。结果表明,在含有微量Cu²⁺与Cl^-的高温水介质中,应变速率为2×10^-7s^-1时,FeCrAl铁素体不锈钢将发生显著的应力腐蚀开裂;其在含Cu²⁺和Cl^-的高温水介质中的应力腐蚀开裂主要由点蚀导致。     

Effects of Hydrogen Peroxide on Intergranular Stress Corrosion Cracking of Stainless Steel in High Temperature Water, (III)

The stress corrosion cracking (SCC) of structural materials used in boiling water reactors has been studied at relatively low hydrogen peroxide (H₂O₂) concentrations, around lOppb, which was assumed to be representative of the corrosion environment formed in hydrogen water chemistry (HWC). The 1/4T compact tension specimen was used for measurement of crack growth rates (CGRs) of sensitized type 304 stainless steel in high temperature and high purity water. Crack length was monitored by a reversing direct current potential drop method. Since H2O2 is easily decomposed thermally, a polytetrafluoroethylene-lined autoclave was used to minimize its decomposition on the autoclave surface. The CGR in the H₂O₂ environment differed from that in the O₂ environment even though the electrochemical corrosion potential (ECP) for both conditions was the same. The data implied that the ECP could not be used as a common environmental deterministic parameter for SCC behavior at higher potentials for different oxidant conditions. The corrosion current density was found to play an important role as an environmental index for SCC, which was given as just the current density at the ECP at a specific oxidant concentration. The CGRs were found to be written as CGR = (3.8±0.6)xl0^-3 _icor +(l-5±1.6) x 10^-8mm/s using the calculated corrosion current density i_corbelow 10^-4 A-cm^-2.