310S不锈钢在超临界水冷堆候选包壳材料中的应用

   浙江至德钢业有限公司全面系统的开展了超临界水冷堆候选包壳材料310S不锈钢的微观组织、力学性能、腐蚀性能、应力腐蚀性能等试验研究，研究了材料在SCW中的行为，并通过扫描电镜/能谱（SEM/EDS）等技术手段，研究了材料的相关断口特征和裂纹分布，分析了力学、腐蚀及应力腐蚀机制。

    310S不锈钢在室温、具有较好的拉伸强度。室温下，具有较高的冲击韧性，550℃时效后室温冲击韧性有小幅降低，未明显脆化现象。温度升高，仍保持低水平的蠕变速率，性能较佳。材料具有较好的抗低周和高周疲劳性能，未观察到萌生于基体内的裂纹源或微裂纹源，疲劳条带宽度在1μm~3μm左右的量级。

   均匀腐蚀试验结果表明，310S不锈钢材料具有减重现象，尤其380℃拟临界温度条件下的最明显。采用减重法衡量时，4种温度条件下，310S在650℃超临界水中的腐蚀速率最大，3000小时接近22mg/dm2，腐蚀深度约为1μm，抗腐蚀性能满足燃料包壳材料的腐蚀设计要求。

   310S不锈钢在不同温度下均生成较为均匀致密的氧化膜，但在380℃、550℃条件下浸泡后可观察到局部表面膜中存在点坑，该结果与腐蚀动力学曲线上出现的减重现象吻合，即表面氧化膜具有脱落现象。此外，发现了310S在650℃的高温腐蚀试验后，具有一定的硬化倾向，材料的硬度值明显升高，并超过标准要求。由于材料的脆化或硬化会增加例如应力腐蚀敏感性等，对此，应引起重视。

  亚临界、拟临界及超临界工况中经过2000h的恒变形试验后，310S不锈钢试样均未出现应力腐蚀开裂。在SSRT试验中，随着温度的升高，试样表面出现裂纹，材料断口特征由韧窝向冰糖状转变，材料表现出一定的应力腐蚀敏感性，这与650℃均匀腐蚀试验后310S不锈钢具有脆化倾向的研究结果相互吻合，即，材料硬度的升高会直接增加应力腐蚀的敏感性。