燒結(jié)316L纖維氈在500℃鉛鉍合金中腐蝕性能研究.pdf

1、鉛鉍共晶合金(LBE)具有良好的熱物性、中子經(jīng)濟(jì)學(xué)以及較高的化學(xué)惰性，已成為目前鉛冷快堆冷卻劑的主要候選材料。LBE冷卻反應(yīng)堆運(yùn)行中，由于可能的密封失效和材料腐蝕等原因?qū)?huì)在冷卻劑中產(chǎn)生PbO雜質(zhì)和Fe、Cr、Ni及其氧化物等腐蝕雜質(zhì)，嚴(yán)重時(shí)將可能威脅反應(yīng)堆的運(yùn)行安全。過濾凈化是目前廣泛研究的可高效去除LBE中雜質(zhì)的有效途徑之一，而其中對濾材性能的研究是過濾技術(shù)研發(fā)的核心問題之一。本文選擇過濾材料316L燒結(jié)纖維氈為實(shí)驗(yàn)對象，分別開展了

2、不同氧濃度條件下其在LBE中的高溫腐蝕及拉伸性能研究。主要研究內(nèi)容與結(jié)論如下:
　　1.氧濃度對316L纖維氈在LBE中腐蝕行為的影響
　　開展了316L纖維氈在500℃條件下，氧濃度分別為10-8 wt％、10-6 wt％、8×10-4 wt％ LBE中浸潤500 h的腐蝕實(shí)驗(yàn)研究。研究表明:1）氧濃度10-8 wt％條件下，纖維絲基體局部形成了富Cr的氧化膜，大部分區(qū)域由于Ni和Cr元素的選擇性溶解發(fā)生奧氏體向鐵素體的轉(zhuǎn)

3、變，且伴有鉛鉍向基體滲入的現(xiàn)象;2）氧濃度10-6 wt％條件下，316L纖維絲表面形成一層較薄且富含F(xiàn)e和Cr的尖晶石氧化膜，纖維絲基體中未發(fā)現(xiàn)Pb和Bi滲透的現(xiàn)象;3）氧濃度8×10-4 wt％（即氧飽和）條件下，纖維絲表面形成富O的(Fe，Cr)3O4尖晶石氧化膜，LBE會(huì)穿過存在孔隙的氧化膜直接腐蝕基體。以上分析表明，隨著氧濃度增加，纖維氈逐漸由溶解腐蝕轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸g，氧濃度過低時(shí)纖維氈遭到組分溶解破壞，而氧濃度較高時(shí)，生成的氧

4、化膜極易剝落，之后纖維氈的腐蝕加劇。在氧濃度10-6 wt％條件下，纖維氈的腐蝕程度最小。
　　2.316L纖維氈拉伸性能隨腐蝕時(shí)間的變化規(guī)律
　　對在500℃、氧濃度10-6 wt％、靜態(tài)LBE中腐蝕500 h、1000 h、1500 h的316L纖維氈開展了單向拉伸試驗(yàn)。結(jié)果表明:1）纖維氈的拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線分為三個(gè)階段:彈性階段、高應(yīng)變下的塑性變形階段和斷裂階段;2）隨著腐蝕時(shí)間增加，纖維氈抗拉強(qiáng)度顯著下降，原始樣品的