国产核级2.25Cr1Mo钢及其配套焊材水蒸气氧化试验研究

来源 :华北电力大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:xingnaizheng
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蒸汽发生器是钠冷快堆的重要核心部件之一。国外已有钠冷快堆的蒸汽发生器换热管多采用核级2.25Cr1Mo钢。但我国缺乏核级2.25Cr1Mo钢及其配套焊材的生产经验,这限制了我国钠冷快堆的快速发展。目前,核级2.25Cr1Mo钢及其配套焊材的国产化工作正在积极进行中。蒸汽发生器各部件在高温水蒸气环境下的氧化是影响其安全、高效运行的重要因素。开展国产核级2.25Cr1Mo钢及其配套焊材的抗蒸汽氧化研究,对于推进快堆蒸汽发生器材料国产化、加快我国大型钠冷快堆的发展具有重要意义。本文针对国产核级2.25Cr1Mo钢及其配套焊材开展了长时水蒸气氧化试验,借助氧化动力学分析、表面及截面氧化物微观形貌观测、元素及物相分析等方法对试样进行了分析。国产核级2.25Cr1Mo钢在溶解氧含量小于20ppb的水蒸气(500℃/17MPa)环境下,氧化动力学近似符合抛物线规律。氧化膜具有典型的双层结构,外层氧化物为Fe3O4,内层氧化物为Fe3O4和Fe3-xCrxO4的混合物。铬含量的微小变化会对国产核级2.25Cr1Mo材料的氧化增重产生影响,表面粗糙度会对内层氧化膜厚度均匀性产生影响,未观测到形状因素导致的生长应力差异对材料氧化产生影响。在溶解氧含量8000ppb的水蒸气(500℃/0.1MPa)环境下,两种焊丝的抗氧化性能随铬含量的增加而增加,不同焊接参数的焊材熔覆金属试样氧化增重随焊接线能量增加而增加。所有焊材试样的氧化动力学近似符合立方规律,氧化膜都具有典型的双层结构。外层氧化膜中观察到了较多薄片状Fe2O3氧化物,内层氧化膜中检测到了富铬的Fe3-xCrxO4氧化物。
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