超级奥氏体不锈钢AL-6XN在模拟海水中的腐蚀性能研究

发布时间：2021-01-31 04:39

　　小堆是一种小型、经济、安全的新堆型,是未来核电发展的新方向。国家发改委已将海上浮动式小堆的发展纳入“十三五”规划。超级奥氏体不锈钢AL-6XN在服役中表现出了优异的耐海水腐蚀性能,具备成为海上浮动堆结构材料的可能性。本文通过腐蚀电化学方法、直流电压降法和慢应变速率拉伸试验,研究了AL-6XN不锈钢在模拟海水中的电化学腐蚀、腐蚀疲劳和应力腐蚀开裂性能,从而对AL-6XN在海水中的耐腐蚀性能进行综合评估。在电化学腐蚀性能方面,对不同冷变形程度AL-6XN在不同温度模拟海水中进行了Tafel曲线、线性极化电阻、循环极化曲线、EIS阻抗曲线和Mott-schottky曲线等测试。研究发现,环境温度升高会导致AL-6XN不锈钢在模拟海水中的腐蚀电位下降,腐蚀电流密度提高,线性极化电阻降低,表层钝化膜载流子密度升高;冷变形对AL-6XN的影响与环境温度有关;在高温时（80℃）,冷变形后AL-6XN的腐蚀电流密度下降,线性极化电阻增大,点蚀电位下降;冷变形试样在80℃模拟海水中是双层钝化膜结构,而没有冷变形的AL-6XN为单层膜结构;在80℃模拟海水中,冷变形使得试样钝化膜载流子密度降低;所有测试温... 

【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：103 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 选题背景
        1.1.1 核电发展现状及海上浮动堆的发展蓝图
        1.1.2 AL-6XN作为海上浮动堆候选材料的应用前景和服役评估
    1.2 研究背景
        1.2.1 核电设备中的腐蚀问题
        1.2.2 点蚀
        1.2.3 腐蚀疲劳
        1.2.4 应力腐蚀开裂
        1.2.5 AL-6XN的腐蚀性能研究现状
    1.3 本课题的研究内容和目的
第二章 实验材料和设备
    2.1 实验材料
        2.1.1 母材成分和显微组织性能
        2.1.2 冷变形和试样制备
    2.2 实验设备
        2.2.1 电化学实验设备
        2.2.2 腐蚀疲劳裂纹扩展实验设备
        2.2.3 慢应变速率拉伸实验设备
    2.3 本章小结
第三章 AL-6XN的电化学腐蚀性能
    3.1 实验条件和步骤
        3.1.1 实验条件
        3.1.2 实验步骤
    3.2 结果与分析
        3.2.1 Tafel曲线
        3.2.2 线性极化电阻
        3.2.3 循环极化曲线
        3.2.4 交流阻抗谱
        3.2.5 Mott-Schottky曲线
    3.3 本章小结
第四章 AL-6XN的腐蚀疲劳性能
    4.1 实验条件和步骤
        4.1.1 实验条件
        4.1.2 实验步骤
    4.2 结果与分析
        4.2.1 腐蚀环境对AL-6XN的疲劳裂纹扩展速率的影响
        4.2.2 冷变形对AL-6XN的腐蚀疲劳裂纹扩展速率的影响
        4.2.3 载荷参数对AL-6XN的腐蚀疲劳裂纹扩展速率的影响
        4.2.4 AL-6XN在模拟海水中的腐蚀疲劳裂纹扩展门槛幅值ΔKth
        4.2.5 断口和裂纹扩展路径形貌
    4.3 本章小结
第五章 AL-6XN的应力腐蚀开裂性能
    5.1 实验条件和步骤
        5.1.1 实验条件
        5.1.2 实验步骤
    5.2 结果与分析
        5.2.1 应力应变曲线
        5.2.2 断口及标距段表面形貌
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]海上核电站提速[J]. 余娜.  能源. 2016(03)
[2]基于直流电压降法的三点弯曲试样疲劳裂纹扩展速率测量方法[J]. 胡梦,陈凯,张乐福.  上海交通大学学报. 2015(12)
[3]AL-6XN合金在超临界水中的应力腐蚀研究[J]. 张强,唐睿,张乐福,邱绍宇.  原子能科学技术. 2015(04)
[4]在海洋经济中推广小型堆[J]. 孙勤.  中国核工业. 2014(03)
[5]奥氏体不锈钢在超临界水环境中的应力腐蚀开裂性能研究[J]. 沈朝,潘向烽,李力,张乐福,徐雪莲.  腐蚀科学与防护技术. 2014(02)
[6]审视小堆新格局[J]. 钱天林.  中国核工业. 2013(10)
[7]小堆的“热”与“冷”[J]. 马文军.  中国核工业. 2013(10)
[8]腐蚀电化学原理(第三版)[J]. 曹楚南.  腐蚀科学与防护技术. 2008(03)

博士论文
[1]304不锈钢切削加工表面特性的研究[D]. 周芳娟.华中科技大学 2014

硕士论文
[1]超临界水冷堆堆芯候选材料腐蚀性能研究[D]. 朱发文.上海交通大学 2010



本文编号：3010223