鉛鉍堆緊固件用高硅奧氏體鋼的研發(fā)取得重要進展

2025-03-18 14:19:57來源：中國科學(xué)院金屬研究所閱讀量：323 評論

　　鉛冷快堆是第四代核能系統(tǒng)中極有應(yīng)用前景的堆型，堆內(nèi)起著關(guān)鍵聯(lián)結(jié)作用的緊固件在高溫、液態(tài)鉛鉍腐蝕、輻照耦合作用的苛刻環(huán)境下長壽期服役，因此緊固件用鋼除需要具備耐液態(tài)鉛鉍腐蝕能力外，還需要優(yōu)良的抗應(yīng)力松弛能力。

　　近期，中國科學(xué)院金屬研究所特種合金研究部通過合金成分調(diào)控，提升“Ni/Cr當(dāng)量比”，顯著延緩緊固件用高硅奧氏體鋼在典型服役溫度-510℃長時時效時，晶界發(fā)生的奧氏體分解現(xiàn)象(γ→M6C+α)。在此思路基礎(chǔ)上，通過引入氮元素抑制Ni、Cr、Si、Mo元素在晶界的偏聚，阻礙了長時時效過程中晶界處的奧氏體分解，將其在510℃的高溫抗應(yīng)力松弛能力提升34%，同時耐液態(tài)鉛鉍腐蝕性能不降低(圖1)。

　　通過兩步時效處理，解決了鋼中G相與γ′相之間的競爭析出問題，成功將L12-Ni3(Al,Ti)高溫穩(wěn)定相引入高硅奧氏體鋼中，研發(fā)出緊固件用沉淀強化型高硅奧氏體鋼。經(jīng)600℃長期時效后，未出現(xiàn)顯微組織失穩(wěn)現(xiàn)象(圖2)，在510℃服役后應(yīng)力不松弛(圖3)，且仍具有優(yōu)良耐液態(tài)鉛鉍腐蝕性能(圖4)，大幅提高了鉛鉍堆緊固件的服役安全裕度。

　　上述研究成果發(fā)表在Scripta Materialia 261 (2025) 116611、Journal of Materials Science & Technology 226 (2025) 270-289、Materials Science and Engineering: A (2024) 146478、Materials Science and Engineering: A 913 (2024) 147063期刊上。第一作者為蘇元飛博士，通訊作者為戎利建研究員、嚴(yán)偉研究員和史顯波項目研究員。該研究工作得到了中國核工業(yè)集團公司領(lǐng)創(chuàng)科研項目和遼寧省自然科學(xué)基金資助。

圖1 含氮高硅奧氏體鋼的顯微組織、力學(xué)性能和耐液態(tài)鉛鉍腐蝕性能

圖2 L12強化的高硅奧氏體鋼在600℃時效前后的顯微組織

圖3 L12強化的高硅奧氏體鋼在510℃的高溫抗應(yīng)力松弛性能

圖4 L12強化的高硅奧氏體鋼550℃飽和氧耐液態(tài)鉛鉍腐蝕性能

下一篇：河南南陽唐河“三免三減”助企落地生根 “三前三后”促企發(fā)展壯大

版權(quán)與免責(zé)聲明：1.凡本網(wǎng)注明“來源：興旺寶裝備總站”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-興旺寶合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來源：興旺寶裝備總站”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。 2.本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其它來源（非興旺寶裝備總站）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點或和對其真實性負責(zé)，不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負版權(quán)等法律責(zé)任。 3.如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請在作品發(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。

我來評論

昵稱驗證碼匿名