1、【中文摘要】超臨界水堆（SCWR相比現有輕水反應堆（LWR具有更高的熱效率與設備簡化等諸多優勢，被選為第四代核反應堆概念設計之一。然而，超臨界水溫度高、且對金屬材料有極強的腐蝕性,SCWF核燃料包殼的選擇面臨著巨大的困難。堆壓水堆中廣泛使用的鋯合金燃料包殼材料由于高溫強度不足、且氧化速度過快，無法在超臨界水堆中作為包殼材料使用。人們對用于超臨界火電、航空發動機、壓水堆核電站、聚變堆以及快堆的材料進行了篩選，得到了一系列候選材料，但其在超臨界水堆堆環境的適用性，尤其是耐腐蝕性能，需要進行深入的研究。本文完成了奧氏體不銹鋼800HHR3C316Ti和鎳基合金718在650。C/25MPa超臨界水中

2、的腐蝕實驗。實驗結果表明,316Ti在超臨界水中均勻腐蝕嚴重，表面氧化膜發生剝落現象，而HR3C718、800H在3000小時實驗后的腐蝕增重均小于50mg/dm2,在抗均勻腐蝕性能方面性能優異。本文還研究了表面處理（鹽浴復合處理、電鍍Cr和磁控濺射Cr）對9Cr、12Cr和改進型12Cr鐵素體/馬氏體（F/M）鋼在550。C/25MPa超臨界水中的抗腐蝕性能的影響。結果表明，經過1000小時的腐蝕實驗后，未經任何表面處理的F/M鋼在超臨界水中表現出很高的腐蝕速率，而鹽浴復合處理并不能改善F/M鋼的抗腐蝕性能，電鍍Cr和磁控濺射Cr處理則能大大降低F/M鋼的腐蝕速率。其中經過磁控濺射Cr處理的

3、9CrF/M鋼、磁控濺射Cr和電鍍Cr處理的改進型12CrF/M鋼這三種試樣的腐蝕增重均低于50mg/dm2本文通過應變速率為1X10-6S-1的慢應變速率拉伸實驗研究了奧氏體不銹鋼AL-6XN(未輻照和輻照過)、316Ti、HR3CTP347HF(和鎳基合金718在550。C600。C650C/25MPa超臨界水中的應力腐蝕開裂敏感性。在這五種候選材料中,AL-6XN表現出最好的塑性，并且在550。C時的應力應變曲線中觀察到了動態應變時效現象,主要原因是溶質原子和位錯之間的相互作用。隨著溫度從550。C升高到650C,316Ti由于材料的軟化屈服強度和抗拉強度下降同時延伸率上升，而HR3C和

4、TP347HFGS因為發生應力松弛強度和延伸率均同時下降。鎳基合金718則表現出高于之前四種奧氏體不銹鋼的屈服強度與抗拉強度，但是延伸率卻是所有材料里最低的。在本次實驗中,AL6XN在650C、HR3C和TP347HF(在550。C718在550。C和650。C超臨界水中的斷口表面均觀察到有沿晶斷裂。【英文摘要】Thesupercriticalwatercooledreactor(SCWR)designhasbeenselectedasoneoftheGenerationIVreactorconceptsbecauseofitshigherthermalefficiencyandplantsi

5、mplificationascomparedtocurrentlightwaterreactors(LWR).Thesupercriticalwaterisextremelycorrosivetothemetalmaterials.ZralloywhichiswidelyusedasthefuelcladdingmaterialinthecurrentLWRisnoIongerapplicablefortheSCWRuetothehighcorrosionrateandlossofstrength.EvaluationofseveralcandidatematerialsfortheSCWRa

6、sbeenconductedonthemajorfiretubematerialsusedinsupercriticalfossilfiredplant,structuralmaterialsusedincurrentnuclearreactorandmaterialsforaeroengineblades.FortheapplicationofastructuralmaterialtoafuelcladdingintheSCWR,thematerialshouldbeevaluatedintermsofitscorrosionandstresscorrosioncrackingsuscept

7、ibility.Generalcorrosionbehaviorsofausteniticstainlesssteel800H,HR3C,316TiandNi-basealloy718wereinvestigatedinthesupercriticalwaterat650°C/25MPafor3000hinthispaper.TheexperimentalresultsshowedthattheweightgainofHR3C,718,800Hislessthan50mg/dm2.Effectsofsurfacetreatmentoncorrosionresistaneeof9Cr,

8、12Crandmodified12Crferritic/martensitic(F/M)steelwereevaluatedinsupercriticalwaterat550C/25MPafor1000h.TheresultsshowedthattheQPQcomplexsaltbathtreatmentcouldnotimprovethecorrosionresistanceofF/MsteelinthesupercriticalwaterenvironmentwhileCrcoatingspreparedbybothelectro-platingandthemagnetronsputteringcangreatlyreducethecorrosionweightgainrate.Theweightgainsofmodified12CrF/MsteeltreatedbyCrelectro-platingormagnetronsputterin