三种国产锻造态核电主管道材料显微组织与耐蚀性差异的研究

IMR OpenIR

	三种国产锻造态核电主管道材料显微组织与耐蚀性差异的研究
	彭青姣
学位类型	硕士
导师	韩恩厚 ; 王俭秋
	2011
学位授予单位	中国科学院金属研究所
学位授予地点	北京
学位专业	腐蚀科学与防护
关键词	锻造态316l不锈钢显微组织高温高压水溶解氢氧化膜应力腐蚀开裂
摘要	"本文利用多种显微组织分析技术，表征了三种国产不同锻造工艺参数的316L不锈钢（分别标记为A、B、C，其中A和B材料具有相同的锻造工艺流程）的显微组织差异。实验结果表明，A、B、C三种锻造态316L不锈钢，每种材料在轴向、径向、切向三个方向上的平均晶粒大小、夹杂物分布和晶界特征分布均无明显差异，表现为各向同性。A和B材料的晶粒度均存在较大的不均匀性，A材料的晶粒度均匀性最差，C材料的晶粒度均匀性最好。三种材料的平均晶粒尺寸：A＞B＞C，分别为A：310.0μm，B：198.0μm，C：89.4μm。A和B材料中的夹杂物比C材料少，夹杂物的分布均无明显规律，在晶界及晶粒内部均有分布。此外，C材料还存在明显的制备缺陷。A和C材料平行样品的低Σ重合位置点阵（conicidence site lattice，CSL）晶界含量和KAM(Kernel Average Misorientation)值存在很大的分散性，且低ΣCSL晶界含量和KAM值之间存在某种对应的关系，即样品的KAM值低则其低ΣCSL晶界含量高，反之亦然。三种材料的平均低ΣCSL晶界含量：A＞C＞B，分别为：A：59％，C：51％，B：38％。通过高温电化学实验和高温浸泡实验研究了三种材料在高温高压水中的腐蚀行为。实验结果表明：每种材料的轴向、径向、切向方向样品在模拟压水堆一回路水中生成的氧化膜的形貌、物相组成、成分及元素深度分布均无明显差异，表现为各向同性。三种材料的高温极化曲线及在模拟压水堆一回路水中生成的氧化膜的物相组成、成分及元素深度分布均无明显差异。说明三种材料在模拟压水堆一回路水中的腐蚀行为无明显差异。通过浸泡实验研究了溶解氢对316L不锈钢在模拟压水堆一回路水中氧化行为的影响。研究结果表明，随着水中溶解氢含量的升高，氧化膜厚度逐渐增加。溶解氢含量从0ppm升高至2.4ppm时，氧化膜中Ni含量升高，Cr含量降低。而当溶解氢含量从2.4ppm升高至3.7ppm时，氧化膜中Ni、Cr的含量变化很小。 U弯应力腐蚀实验结果表明，C材料的低ΣCSL晶界较多，晶粒度最小，在含Pb高温碱性溶液中，其抗应力腐蚀性能最好；A材料由于其平行样品的低ΣCSL晶界含量存在很大的分散性，导致其抗应力腐蚀性能也存在分散性，在高温碱性溶液中浸泡的两个U弯平行样品中，一个样品比B和C材料均先开裂，而另一个样品在B材料两个平行样品均开裂后还未开裂，表现出良好地抗应力腐蚀性能；B材料的平行样品的低ΣCSL晶界最少，但分布比较一致，两个平行U弯样品的抗应力腐蚀性能比较一致。"
其他摘要	The main pipe had been one of the key components in nuclear power plants, which connected with the reactor pressure vessel, steam generator and main pump to constitute the closed loop system pressure boundary. If the pipe ruptured or leaked, the nuclear power plant couldn’t run and caused heavy losses, so the integrity of the main pipe plays a decisive role to make nuclear power plants run safely. Nowadays forged 316L stainless steel(SS), while not the castings in traditional pressurized water reactors(PWR), has been used to manufacture the main pipe in the third generation nuclear power plants in China (AP1000), lacking of experimental data. So it is significative to study the corrosion behavior of homemade forged 316L SS in simulated nuclear power plants environment.
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.imr.ac.cn/handle/321006/64393
专题	中国科学院金属研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	彭青姣. 三种国产锻造态核电主管道材料显微组织与耐蚀性差异的研究[D]. 北京. 中国科学院金属研究所,2011.