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铅冷能源系统中液态金属与铁基合金相容性的研究进展 下载：77 浏览：416

陈灵芝1 周张健1 Carsten Schroer2 《新材料》 2020年9期

摘要:
核电是一种可以有效解决能源与环境问题的清洁能源，受到国际上的广泛重视。目前的商用堆以第二代及第三代热中子反应堆为主，存在铀资源利用率低、放射性废物不断积累和潜在的核安全等问题，故具有更高安全性和经济性的第四代核能系统的研究成为当前的热点。四代堆中采用液态铅或铅基合金作为主冷却剂的反应堆称为铅冷快堆，由于液态铅及其合金具有优异的热工性能及核物理性能，铅冷快堆被认为是最有希望率先得到应用的第四代反应堆之一，液态铅也是加速器驱动次临界系统重要的液态靶材料兼冷却剂。此外，液态铅也被认为是太阳能热电系统最有前景的能量交换介质之一。铅冷堆具有可在较高温度条件下运行、发电效率高等明显优势，但也由于堆内的服役温度和中子辐照强度较高，对关键结构材料的服役性能提出很高要求。尤其是大多数合金在液态铅中都会由于合金元素的选择性溶解带来明显的腐蚀问题，结构材料与液态铅的相容性问题是铅冷能源系统工程应用的重要瓶颈。堆内的腐蚀情况包括材料的溶解和氧化、固液两相的输运以及腐蚀产物和杂质之间的反应等，是一个复杂的过程。腐蚀行为的影响因素包括材料自身特点及外界因素，例如材料类型、微观结构、化学成分和表面状态以及冷却剂类型、温度、氧浓度、流速和腐蚀时间等都会对腐蚀产生重要的影响。本文针对制约铅冷能源系统用结构材料发展的基础核心问题，把握材料成分和显微组织特点与其在液态铅中的溶解和氧化问题之间的关系这一主线，就国内外关于液态铅对合金的溶解腐蚀基础问题，金属及非金属腐蚀抑制剂的发展，不锈钢、氧化物弥散强化(ODS)钢、含Al奥氏体耐热钢(AFA)及FeCrAl合金在液态铅基中的腐蚀行为等研究内容进行总结和分析，对影响腐蚀的因素进行归纳，列举材料的腐蚀过程和机制以及相应的腐蚀产物和结构，分析各元素在腐蚀过程中对氧化层的作用及扩散迁移模式，并对存在的问题进行总结和展望，为满足铅冷能源系统关键结构材料的发展提供依据和参考。

ODS钢的抗辐照设计及纳米第二相粒子表征的研究进展 下载：86 浏览：461

何培 姚伟志 吕建明 高博 李先容 《新材料》 2018年4期

摘要:
先进裂变反应堆及聚变堆要求材料在高温高压、强中子辐照、长服役周期等苛刻服役环境下具有卓越的结构和性能稳定性。氧化物弥散强化(ODS)钢由于具有优异的耐高温及耐辐照性能成为第四代反应堆包壳及核聚变包层最有希望的候选材料。基于材料的中子辐照损伤特性，主要介绍了ODS钢的抗辐照设计及纳米第二相粒子的表征方面的研究进展。

长期时效对20Cr1Mo1VTiB螺栓钢的组织和力学性能的影响 下载：70 浏览：476

赵孟雅1 彭涛1 赵吉庆2 杨钢2 杨滨1 《材料科学研究》 2020年7期

摘要:
对20Cr1Mo1VTiB螺栓钢进行拉伸和冲击实验、TEM和SEM观测并测量其XRD谱,研究了其在500℃进行0～2000 h时效处理后的组织和力学性能。结果表明:随着时效时间的增加原板条状贝氏体分成若干个包体,其平均尺寸由时效前的14μm减小到时效2000 h后的9μm。在0～2000 h时效过程中碳化物尺寸没有明显增大,主要析出相VC和Ti C弥散分布在晶内、板条界和板条内。VC相呈椭球状,随时效时间的延长TiC相由长条状变为方形。随着时效时间的延长贝氏体板条的边界逐渐模糊,时效2000 h后板条的宽度明显增加。在长时间时效过程中20Cr1Mo1VTiB螺栓钢的力学性能没有大幅度的变化而保持着较高的值,表明其可在高温下长期使用。

原位微米/纳米TiC颗粒弥散强化304不锈钢的高温蠕变特性 下载：57 浏览：392

倪自飞1,2 薛烽1 《材料科学研究》 2019年12期

摘要:
以304SS不锈钢为母合金采用原位合成工艺制备微米/纳米TiC颗粒弥散强化304不锈钢(TiC-304SS强化钢),研究了强化钢和母合金的高温蠕变性能。结果表明:原位生成的TiC颗粒大多呈多边形,在母合金中均匀分布且与其良好结合。TiC颗粒的加入对强化钢的母合金晶粒有明显的细化作用。在700/100 MPa蠕变条件下母合金304SS蠕变后晶粒明显长大,且沿应力方向拉长。而TiC颗粒的加入抑制了母合金晶粒的长大,阻止了蠕变变形。显微组织和蠕变性能的结果表明,在强化钢和母合金的蠕变过程中位错的运动符合位错攀移机制。但是与304SS母合金相比,TiC颗粒的加入提高了TiC-304SS强化钢的蠕变表观应力指数和蠕变激活能。门槛应力、载荷传递和微结构的增强,是Ti C-304SS强化钢的蠕变增强特征。
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