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压水堆核电站反应堆压力容器壳体采用低合金钢制造,其内壁堆焊不锈钢。正常情况下低合金钢不与压水堆一回路水直接接触,但当一回路压力边界材料出现破损导致一回路水泄漏时,低合金钢就会接触一回路水。本论文研究在模拟压水堆一回路水泄漏条件下低合金钢的腐蚀行为,可为核电站压力容器可靠性评估和寿命管理提供依据。还研究了不锈钢堆焊层在模拟压水堆一回路水中的氧化行为,并研究通过表面处理来提高其抗氧化能力。本论文主要采用腐蚀浸泡实验和电化学测试、合金表面氧化膜表征(包括扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱)等方法,研究了温度、溶液成分、溶解氧、电偶效应等对A508Ⅲ低合金钢在常压与高温高压硼酸溶液中腐蚀行为的影响;并对比了机械抛光、电解抛光与磁电解抛光表面处理后308L堆焊层不锈钢和316L不锈钢在高温水中的氧化行为。主要结论如下:1.在25℃时,A508Ⅲ低合金钢的开路电位状态随硼酸浓度增加会从钝化态向活性溶解态转变。硼酸浓度为0.2 mol/L或更高时,A508Ⅲ低合金钢处于低开路电位状态,对应铁-水体系E-pH图中的活性溶解区,具有较高的腐蚀速率;硼酸浓度为0.1 mol/L或更低时,A508Ⅲ低合金钢的开路电位会随机性地表现为高、中和低三种状态,其中高开路电位处于氧化物稳定区对应较低的腐蚀速率。在含三价铁离子的硼酸溶液中,A508Ⅲ低合金钢的腐蚀速率主要由三价铁离子的浓度决定。2.在25-95℃下,A508Ⅲ低合金钢在含氧和除氧含氢氧化锂的硼酸溶液中的腐蚀速率表现出不同的温度相关性:在自然曝氧溶液中,腐蚀速率随温度升高先增后减,在约70-75℃出现峰值;在除氧浓缩的溶液中,腐蚀速率随着温度的升高单调增加。自然曝氧溶液中的溶解氧在较高温度下有利于生成保护性的膜而降低腐蚀速率。3.在A508Ⅲ低合金钢-316L不锈钢电偶对中,电偶效应对A508Ⅲ低合金钢在除氧含氢氧化锂的硼酸溶液中的腐蚀行为与不同温度下金属腐蚀速率控制过程有关。当温度低于100℃时,偶合加速了低合金钢的活性溶解腐蚀;在110℃和150℃时,偶合加速低合金钢溶解与氧化成膜反应;在250℃和310℃时,偶合加速低合金钢氧化成膜反应。4.磁电解抛光表面处理显著提高了308L堆焊层不锈钢和316L不锈钢在模拟压水堆一回路高温水中的抗氧化性。在高温水中浸泡后,磁电解抛光316L不锈钢表面仍维持金属光泽,仅形成厚度为纳米级的薄膜,而机械抛光316L不锈钢表面形成了厚度为亚微米级的双层结构氧化膜。机械抛光、电解抛光和磁电解抛光308L不锈钢在高温水中浸泡后表面均形成了厚度为亚微米级的双层结构氧化膜,磁电解抛光试样的内层氧化膜最薄,这与磁电解抛光不锈钢原始表面氧化膜具有更高Cr/(Fe+Ni)有关。