长时热老化对Z3CN20-09M钢耐腐蚀性的影响

曹 楠，王正品，王 毓，刘志学，要玉宏

(西安工业大学 材料与化工学院，西安 710021)

根据国际原子能机构资料显示，截止2017年，全世界有448座商用核电厂，约60座核电厂正在兴建中，全球电量有超过11%来自核电.然而核应用越多，客观上增加了核电站运行风险，一旦发生核事故，将会对社会稳定、经济带来极其恶劣的影响[1].因此，核电站在安全、稳定的环境下运行显得尤为重要.

一回路管道是防止核反应裂变产物外泄至安全壳的重要屏障，含有约5%～20%铁素体相的铸造双相(铁素体相+奥氏体相)不锈钢，如CF8M、CF3M、Z3CN20-09M等，因其高的强韧性和优良的耐腐蚀性能(尤其是耐局部腐蚀)而被广泛用作制造核电主管道的结构材料[2-3].文献[4]表明，Z3CN20-09M钢中铁素体相在热老化3 000 h后开始发生调幅分解，形成明暗相间富铁的α相和α′相组织，在α/γ相界有极少量的Cr2N相析出.文献[5]研究表明，随着热老化时间的增加，由于位错线和铁素体相中G相的析出以及铁素体中发生调幅分解以及调幅分解的粗化，造成Z3CN20-09M钢力学性能的下降.而且核电站一回路主管道的运行环境为含硼酸的高温(约288～327 ℃)、高压(16.5 MPa)水蒸气，材料长期在该工况下运行，经常会发生应力腐蚀开裂,晶间腐蚀等问题[6-8].同时，腐蚀产物的释放、活化和沉积还会造成核电站停堆期间的辐射场，给核电站运营带来很大阻碍[9-11].因此，研究核电主管道材料在模拟工况下长期运行的腐蚀状况，对腐蚀防护具有重要作用.近年来部分学者对核电站一回路主管道材料……