奥氏体304NG不锈钢在550℃/25MPa超临界水中的腐蚀行为

研究了304NG不锈钢在550℃/25 MPa超临界水中的腐蚀特性。采用扫描电镜、X射线能谱仪和X射线衍射分析了氧化膜的腐蚀形貌、组织结构和元素成分分布。实验结果表明,在550℃/25 MPa的超临界水中腐蚀1 000 h后,304NG不锈钢显示出优越的耐腐蚀性能,其均匀腐蚀增重速率仅为0.012 99 mg.dm-2.h-1。304NG不锈钢在超临界水中形成均匀致密、但带有疖状腐蚀的双层氧化膜,厚度约为2.0μm,内层氧化膜致密而富Cr和Ni,外层氧化膜疏松而富Fe。

304NG不锈钢均匀腐蚀性能研究

用MARS循环腐蚀回路对304NG不锈钢进行了1500h的循环水腐蚀考验,对均匀腐蚀速率进行了定量评估。试验结果表明:在模拟核反应堆一回路循环水条件下,304NG控氮不锈钢板材、锻件的均匀腐蚀速率为1.40mg/(dm2ˇ30d)和1.91mg/dm2(dm2ˇ30d),0Cr18Ni10Ti不锈钢板材、锻件的均匀腐蚀速率为4.44mg/(dm2ˇ30d)和4.65mg/(dm2ˇ30d),304NG控氮不锈钢的均匀腐蚀速率低于0Cr18Ni10Ti不锈钢。

304NG在超临界水中的腐蚀增重随温度的异常关系

研究了奥氏体不锈钢304NG在550、600和650℃超临界水环境下的腐蚀行为。采用扫描显微镜、X射线能谱仪、X射线衍射仪分析了氧化膜的腐蚀形貌、组织结构和成分分布。实验结果表明,试样在3种不同温度下经1000h腐蚀实验后的增重均符合幂函数规律,但650℃时的腐蚀增重与600℃时的相比大幅下降,其主要原因为在较高温时,Cr的扩散速度快,试样表面氧化膜能够维持保护性从而使疖状腐蚀分布数量减少所致。

压水堆条件下加锌对304NG不锈钢腐蚀的影响

在模拟压水堆一回路工况下,对304NG不锈钢在含锌0ppb和50ppb两种水化学条件下分别进行了1200h的动水腐蚀试验,用SEM、XPS及AES对腐蚀后样品表面氧化膜的微观结构及成分进行了分析,用失重法对均匀腐蚀和均匀腐蚀速率进行了定量评估。结果表明,304NG不锈钢表面均生成了外层富Fe,内层富Cr的氧化膜,其中在50ppb锌条件下氧化膜成分主要为Zn(Cr,Fe)2O4。与0ppb锌溶液中形成的氧化膜相比,50ppb锌条件下的氧化膜厚度明显减薄,结构更加致密,加锌能有效提高材料的抗腐蚀性能。

304NG奥氏体不锈钢在超临界水环境中的腐蚀行为

采用腐蚀增重法研究了304NG奥氏体不锈钢在550～650℃／25MPa的超临界水（SCW）中的腐蚀行为。使用SEM和EDS分析了材料的氧化动力学、氧化膜表面形貌、氧化膜截面形貌和合金元素分布。结果表明：304NG奥氏体不锈钢在SCW中的腐蚀增重服从抛物线生长规律；在550℃的SCW中具有较好的抗腐蚀性能，当温度升高到650℃时，腐蚀增重速率急剧升高；304NG奥氏体不锈钢在SCW中腐蚀初期形成薄而致密的氧化膜，之后则会出现疖状腐蚀，并且腐蚀岛的尺寸随着腐蚀时间的延长而逐渐增大，650℃时尤为明显；腐蚀生成的氧化膜形态为典型的双层结构。

304NG不锈钢埋弧焊接头性能及高温断裂行为研究

对国内自主研发的核级304NG控氮不锈钢板材埋弧焊接头力学性能进行了工程应用评价,并对接头的高温断裂行为进行了研究。结果表明,304NG接头各项指标远高于RCC-M规范的要求;焊接接头和焊缝试样均无晶间腐蚀裂纹,N含量偏高未对耐晶间腐蚀性能产生明显影响;焊接接头高温拉伸断裂机制为微孔聚集型韧性断裂,韧窝中的金属氧化物球形夹杂是导致焊接接头塑性指标偏低的主要因素。304NG不锈钢弧焊前,应对待焊表面及焊丝进行彻底的清洁去污,严格控制焊剂的烘干,以控制O元素的引入,减少金属氧化物夹杂的形成。

304NG不锈钢小径厚壁管对接电子束焊接研究

针对反应堆出/入口测温保护装置304NG不锈钢管(准15 mm×4.5 mm)开展了I型坡口管对接电子束焊接试验,通过焊接工艺参数的控制,解决了焊缝气孔、表面塌陷及内凸不均匀等问题,实现了单面焊接双面成型。试件按法国RCC-M规范进行外观尺寸检测、液体渗透检验、X射线检验、金相检验、弯曲试验、拉伸试验及晶间腐蚀试验,未见任何缺陷,各项性能均满足设计和使用要求。

304控氮不锈钢应力腐蚀过程中声发射信号聚类分析

研究了304控氮不锈钢试样在酸性氯化钠溶液中慢应变速率拉伸过程的声发射特征。采用基于自组织映射神经网络和K-均值聚类算法对长时间慢拉伸实验的声发射信号进行聚类分析,通过分析各类信号的持续时间、上升时间、振铃、能量、幅值、波形、频带能量等特征,从中找出了裂纹信号。将分类后的信号作为样本训练神经网络,对短时间慢拉伸实验检测到的声发射信号进行识别,找出了应力腐蚀初期的裂纹萌生信号,且与长时间慢拉伸实验检测到的声发射信号特征一致。研究结果表明,304控氮不锈钢应力腐蚀过程中的声发射测试结果与电化学噪声测试结果一致;304控氮不锈钢在酸性氯化钠溶液中的应力腐蚀过程主要会产生包括裂纹在内的3类声发射信号,通过聚类分析方法可以将3类声发射信号区分出来,找出裂纹信号。

酸性NaCl溶液中304控氮不锈钢腐蚀过程的声发射特征

采用声发射技术和电化学噪声技术研究了304控氮不锈钢C型环试样在0.5mol·L-1NaCl与1.5mol.L-1H2SO4的混合溶液中,恒载荷情况下的腐蚀过程。分析了腐蚀过程中所产生的声发射信号的振铃数随时间分布情况,以及不同阶段的声发射信号的频谱特征。同时对比分析了声发射检测结果与电化学噪声检测结果。结果表明,声发射检测技术对于304控氮不锈钢在酸性NaCl溶液中所产生的腐蚀声发射信号很敏感,在不同腐蚀阶段中,声发射信号特征差异明显,对于判断不同腐蚀阶段具有指导意义;声发射与电化学噪声测试结果基本一致,将声发射检测与电化学噪声检测结合使用,有助于使现场检测结果更加可靠。

Thermo-Calc的Python接口在304控氮奥氏体不锈钢中的应用

采用高通量计算方法进行了304控氮奥氏体不锈钢(简称304NG)的平衡相图研究。基于Thermo-Calc软件的Python接口,实现了两元素变化平衡相图的计算;考虑了304控氮奥氏体不锈钢的成分范围,开发了一个基于Python的自动执行和提取数据的子程序,它自动生成计算命令,执行Thermo-Calc软件,然后提取输出文件的关键数据,获得的结果以Excel文件存储起来,便于后续的相图分析。编写的程序不仅限于304控氮奥氏体不锈钢,其它化学成分的合金皆可使用此程序完成对相图的计算工作。