金属学报  2011, Vol. 47 Issue (7): 927-931    DOI: 10.3724/SP.J.1037.2011.00161

论文 本期目录 | 过刊浏览 |

闭塞区中Ni2+对核级304不锈钢高温水氧化行为的影响

匡文军, 吴欣强, 韩恩厚

1) 中国科学院金属研究所金属腐蚀与防护国家重点实验室, 沈阳 110016 2) 中国科学院金属研究所辽宁省核电材料安全与评价技术重点实验室, 沈阳 110016

EFFECT OF Ni2+ IN OCCLUDED VOLUME ON THE OXIDATION BEHAVIOR OF 304 STAINLESS STEEL IN HIGH TEMPERATURE WATER

KUANG Wenjun, WU Xinqiang, HAN En-Hou

1) State Key Laboratory for Corrosion and Protection, Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016 2) Liaoning Key Laboratory for Safety and Assessment Technique of Nuclear Materials, Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016

匡文军 吴欣强 韩恩厚. 闭塞区中Ni²⁺对核级304不锈钢高温水氧化行为的影响[J]. 金属学报, 2011, 47(7): 927-931.
. EFFECT OF Ni²⁺ IN OCCLUDED VOLUME ON THE OXIDATION BEHAVIOR OF 304 STAINLESS STEEL IN HIGH TEMPERATURE WATER[J]. Acta Metall Sin, 2011, 47(7): 927-931.

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 全文: PDF(990 KB)   摘要: 核电站服役的高温高压水回路中闭塞区的流动不充分, 可能产生异常水化学条件而导致材料服役性能弱化. 本文利用国产核级304不锈钢制备了一种简单的模拟闭塞区样品, 放入含有Ni2+的高温含氧水中浸泡并对生成的氧化膜进行表征. 结果表明: 闭塞区从外到内氧化膜外层中的尖晶石结构相的比例逐渐减小, 而赤铁矿结构相的比例逐渐增大, 膜表层的Ni含量逐渐降低. 分析表明, Ni2+浓度会显著影响核级不锈钢的氧化行为, 闭塞结构会在一定程度上阻碍本体溶液中的Ni2+向闭塞区内扩散, 使Ni$^{2+}$沿闭塞区深度方向形成浓度梯度, 导致氧化膜的生长特征沿梯度方向发生明显变化. 关键词 ： 核级不锈钢,  高温高压水,  闭塞区,  Ni2+,  氧化膜     Abstract：In the occluded volume of high temperature pressurized water loop in nuclear power plants, poor-controlled water chemistry due to sluggish flowage could induce accelerated degradation of structural materials. In this paper, an occluded volume shaped nuclear-grade 304 stainless steel sample was immersed in oxygenated high temperature water containing a certain concentration of Ni2+. It was found that from the outer to the inner side of the sample, the proportion of spinel in the oxide film decreased while that of hematite increased and Ni content in the outer oxide film decreased. It was thought that the concentration of Ni2+ could influence the oxidation behavior of material significantly. The occluded volume could impede the inward diffusion of Ni2+, causing a concentration gradient of Ni2+ along depth of the volume and gradual change of oxide film characteristic. Key words： nuclear-grade stainless steel    high temperature high pressure water    occluded volume    Ni2+    oxide film 收稿日期: 2011-03-23      基金资助: 国家自然科学基金项目50971113, 国家重点基础研究发展计划项目2011CB610506和国家科技重大专项课题2011ZX06004-010资助 作者简介: 匡文军, 男, 1984年生, 博士生 服务 把本文推荐给朋友 加入引用管理器 E-mail Alert RSS 作者相关文章 吴欣强 44.8K 链接本文: https://www.ams.org.cn/CN/10.3724/SP.J.1037.2011.00161      或      https://www.ams.org.cn/CN/Y2011/V47/I7/927 [1] Ford F P, Gordon B M, Horn R M. ASM Handbook. ASM International, 2006: 341 [2] Scott P M, Combrade P. ASM Handbook. ASM International, 2006: 363 [3] Kim Y J. Corrosion, 1999; 55: 81 [4] Miyazawa T, Terachi T, Uchida S, Satoh T, Tsukada T, Satoh Y, Wada Y, Hosokawa H. J Nucl Sci Technol, 2006; 43: 884 [5] Terachi T, Arioka K. NACE, Houston, TX, 2006, Paper No.06608 [6] Kuang W J, Wu X Q, Han E H. Corros Sci, 2010; 52: 4081 [7] Ziemniak S E, Hanson M. Corros Sci, 2002; 44: 2209 [8] Kuang W J, Han E H, Wu X Q, Rao J C. Corros Sci, 2010; 52: 3654 [9] Kuang W J, Wu X Q, Han E H, Ruan L Q. Corros Sci, 2011; 53: 1107 [10] Kumai C S, Devine T M. Corrosion, 2007; 63: 1101 [11] Thierry D, Persson D, Leygraf C, Boucherit N, Hugotlegoff A. Corros Sci, 1991; 32: 273 [12] Oblonsky L J, Devine T M. Corros Sci, 1995; 37: 17 [13] Maslar J E, Hurst W S, Bowers W J, Hendricks J H, Aquino M I. J Electrochem Soc, 2000; 147: 2532 [14] Maslar J E, Hurst W S, Bowers W J, Hendricks J H. Corrosion, 2002; 58: 739 [15] Stellwag B. Corros Sci, 1998; 40: 337 [16] Kim Y J, Andresen P L. Corrosion, 2003; 59: 511 [17] Kim U C, Kim K M, Kang J S, Lee E H, Kim H P. J Nucl Mater, 2002; 302: 104 [1] 刘来娣, 丁彪, 任维丽, 钟云波, 王晖, 王秋良. DZ445镍基高温合金高温长时间氧化形成的多层膜结构[J]. 金属学报, 2023, 59(3): 387-398. [2] 沈朝, 王志鹏, 胡波, 李德江, 曾小勤, 丁文江. 镁合金抗高温氧化机理研究进展[J]. 金属学报, 2023, 59(3): 371-386. [3] 徐文国, 郝文江, 李应举, 赵庆彬, 卢炳聿, 郭和一, 刘天宇, 冯小辉, 杨院生. 微量Al、Ti对Inconel 690合金高温氧化行为的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(12): 1547-1558. [4] 孙蓉蓉, 姚美意, 林晓冬, 张文怀, 仇云龙, 胡丽娟, 谢耀平, 杨健, 董建新, 成国光. 添加Ti对Fe22Cr5Al3Mo合金在500℃过热蒸汽中腐蚀行为的影响[J]. 金属学报, 2022, 58(5): 610-622. [5] 林晓冬, 马海滨, 任啟森, 孙蓉蓉, 张文怀, 胡丽娟, 梁雪, 李毅丰, 姚美意. Fe13Cr5Al4Mo合金在高温高压水环境中的腐蚀行为[J]. 金属学报, 2022, 58(12): 1611-1622. [6] 谭季波, 王翔, 吴欣强, 韩恩厚. 316LN不锈钢管状试样高温高压水的腐蚀疲劳行为[J]. 金属学报, 2021, 57(3): 309-316. [7] 钱月,孙蓉蓉,张文怀,姚美意,张金龙,周邦新,仇云龙,杨健,成国光,董建新. Nb对Fe22Cr5Al3Mo合金显微组织和耐腐蚀性能的影响[J]. 金属学报, 2020, 56(3): 321-332. [8] 郦晓慧, 王俭秋, 韩恩厚, 郭延军, 郑会, 杨双亮. 690合金在模拟核电高温高压水中的电化学及原位划伤行为研究[J]. 金属学报, 2020, 56(11): 1474-1484. [9] 包飞洋, 李艳芬, 王光全, 张家榕, 严伟, 石全强, 单以银, 杨柯, 许斌, 宋丹戎, 严明宇, 魏学栋. ODS钢在600和700 ℃静态Pb-Bi共晶中的腐蚀行为及机理[J]. 金属学报, 2020, 56(10): 1366-1376. [10] 张笑一, 尚海龙, 马冰洋, 李荣斌, 李戈扬. 镀膜Al箔钎料对AlN陶瓷的钎焊[J]. 金属学报, 2018, 54(4): 575-580. [11] 杨忠波,赵文金,程竹青,邱军,张海,卓洪. Nb含量对 Zr-xNb-0.4Sn-0.3Fe合金耐腐蚀性能的影响[J]. 金属学报, 2017, 53(1): 47-56. [12] 王家贞,王俭秋,韩恩厚. 800合金在300 ℃ NaOH和ETA溶液中的腐蚀行为*[J]. 金属学报, 2016, 52(5): 599-606. [13] 欧美琼,刘扬,查向东,马颖澈,程乐明,刘奎. 一种新型镍基合金在超临界多种离子共存环境下的腐蚀行为*[J]. 金属学报, 2016, 52(12): 1557-1564. [14] 王俭秋, 黄发, 柯伟. Inconel 690TT和Incoloy 800MA蒸汽发生器管材在高温高压水中的腐蚀行为研究*[J]. 金属学报, 2016, 52(10): 1333-1344. [15] 苟少秋,周邦新,谢世敬,徐龙,姚美意,李强. Zr-4合金在LiOH水溶液中腐蚀时氧化膜生长各向异性的研究*[J]. 金属学报, 2015, 51(8): 993-1000. Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed