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熔盐堆是具有第四代核能技术特点的六大核反应堆型之一,而且是一种利用低熔点、高沸点和热转化效率高的氟化盐作为冷却剂以及燃料载体的液态燃料堆,而熔融氟化盐对熔盐堆中的材料具有极强的腐蚀性。不锈钢作为未来熔盐堆关键部件的候选材料之一,目前广泛的应用于大部分商用核反应堆。因此,本论文通过静态腐蚀浸泡实验研究了几种不同的不锈钢在初始杂质离子的LiF-NaF-KF盐中的腐蚀行为,研究对比了304、316、316L、316LN和316H不锈钢的抗高温熔盐腐蚀性,并分析了影响304和316H不锈钢在熔盐中腐蚀行为的因素;研究分析了熔盐中SO42-离子的含量对316L不锈钢的腐蚀行为影响;研究分析了熔盐中添加杂质Zr+对耐高温不锈钢316H的腐蚀行为影响。其主要结果和结论如下: 在700℃的熔融氟化盐中,几种不锈钢的抗高温熔盐腐蚀性从低到高次序为:304(最差)、316、316L、316LN、316H(最好)。由于Mo元素能够在晶界上形成含Mo化合物,从而降低了Cr元素在晶界上的扩散流失速度,增强了含Mo不锈钢的抗高温熔盐腐蚀性。因此,304不锈钢的抗高温熔盐腐蚀性最差。腐蚀后不锈钢的近表面存在Cr、Al的氮化物析出相层,析出物的形成对合金中Cr元素的扩散流失起到一定的阻碍作用,因此能够降低合金在熔盐中的腐蚀速率。 316L不锈钢在熔盐中的腐蚀速率与盐中SO42-离子的含量呈线性增加关系。分析表明合金中的Cr元素与SO42-离子反应生成Cr2O3和S元素,然后S元素与合金中的Mn元素反应形成MnS,而后Cr2O3和MnS将熔于熔盐中来加速合金的腐蚀。在LiF-NaF-KF盐中增加Zr2+离子能减缓316H不锈钢的腐蚀速率,由于Zr2+在高温熔盐中不稳定,极易形成稳定态Zr4+,并且Zr比合金中的Cr更加活泼,所以Zr2+在熔盐中将被优先腐蚀为Zr4+,从而消耗熔盐中的杂质离子来减缓316H不锈钢的腐蚀速率。 通过本研究总结了几种不锈钢的抗高温熔盐腐蚀性的优劣次序,阐述了不锈钢在熔盐中的腐蚀机理,揭示了不锈钢在熔盐环境中Cr、Al氮化物和晶界处含Mo化合物的析出对腐蚀的影响,阐明了盐中SO42-以及Zr2+的添加对不锈钢在熔盐中的腐蚀影响。本研究对316不锈钢能够应用于熔盐堆具有重要的意义。