ODS钢研究进展及其在核电领域的应用现状
2019-07-10陈禹希陈东旭张峻巍
材料科学与工艺 2019年3期
陈禹希,陈东旭,张峻巍
(1.辽宁科技大学激光先进制造技术研发中心,辽宁鞍山114051;2.辽宁科技大学材料与冶金学院,辽宁鞍山114051)
核能作为一种高效、清洁并且稳定的能源,对于解决能源危机和改善环境污染等问题意义重大,已成为当前主要的可靠能源之一.核电运行环境十分苛刻,其核心构件都是在高温及高压的环境下运行,如常见的压水堆(pressure water reactor,PWR)和超临界水堆(supercritical watercooled reactor,SCWR)等,其工作温度高达280~650℃,压力最高可约达25 MPa,同时还有强烈的中子辐照、氘氚聚变反应的离子辐照和H+/He+辐照等[1-3],如此苛刻的环境会对核电材料的服役性能产生重大影响.而核电材料在服役过程中的失效损伤是影响核电站安全性、可靠性和经济性的关键问题之一.可以说,核电材料服役过程中的环境损伤问题严重影响着核电的发展,已经受到了学者们越来越多的关注.目前,关于核电关键部位材料的开发和选用是核电系统及相关研究人员主要关注的问题之一.
氧化物弥散强化钢(oxide dispersion strengthened steel,ODS钢),具有优异的力学性能,其原理是通过大量纳米尺寸的氧化物弥散强化相对基体中的位错和晶界进行钉扎来减少晶界的滑移,从而起到强化的作用.另一方面,ODS钢中存在大量弥散分布的氧化物强化相,这些强化相具有优异的高温稳定性,可以在大量的离子及中子辐照环境下长期保持较高的性能.鉴于其优异的力学性能、高温稳定性及抗辐照性能,ODS钢有望作为第四代核反应堆的第一壁包壳……
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