本項(xiàng)目旨在研究新型材料以及熱處理工藝對于超臨界水冷堆包殼生產(chǎn)的潛力，為包殼研發(fā)、材料腐蝕數(shù)據(jù)庫提供數(shù)據(jù)支持，主要研究對象為成分、溫度、時(shí)效處理對于14Cr-24Ni-2.5Al含鋁奧氏體不銹鋼（AFAs）在超臨界水環(huán)境均勻腐蝕、應(yīng)力腐蝕開裂行為的影響，控制變量，使用浸泡腐蝕實(shí)驗(yàn)研究均勻腐蝕行為、使用慢應(yīng)變拉伸速率實(shí)驗(yàn)研究應(yīng)力腐蝕開裂行為，通過擬合腐蝕增重曲線、分析應(yīng)力-應(yīng)變曲線、分析微觀形貌判斷試樣的性能。

通過實(shí)驗(yàn)得到不同成分、溫度與時(shí)效處理下AFAs的腐蝕增重曲線，判斷相應(yīng)材料的耐均勻腐蝕性能，通過分析實(shí)驗(yàn)后試樣表面氧化膜形貌以及對氧化膜截面進(jìn)行成分掃描判斷腐蝕機(jī)理。通過實(shí)驗(yàn)得到不同時(shí)效后AFAs的應(yīng)力-應(yīng)變曲線判斷時(shí)效對AFAs在超臨界水環(huán)境的力學(xué)性能的影響，通過分析變形段裂紋形貌以及截面處裂紋尖端的形貌判斷裂紋擴(kuò)展方式以及試樣的應(yīng)力腐蝕開裂敏感性。最終明確不同成分、溫度與時(shí)效處理對AFAs在超臨界水環(huán)境的均勻腐蝕、應(yīng)力腐蝕開裂行為的影響。

時(shí)效后微觀形貌的分析表明時(shí)效處理在AFAs內(nèi)部產(chǎn)生NiAl相與Laves相兩類強(qiáng)化型析出相，隨時(shí)效時(shí)間析出、尺寸增長，長時(shí)間時(shí)效后出現(xiàn)有害s相。均勻腐蝕結(jié)果表明，時(shí)效降低了AFAs在超臨界水環(huán)境中的耐腐蝕性，但對氧化膜形貌、成分并無明顯影響。針對應(yīng)力腐蝕開裂行為的研究發(fā)現(xiàn)時(shí)效處理顯著改善了AFAs的塑性而使強(qiáng)度有所下降，變形段出現(xiàn)大量微裂紋表現(xiàn)出應(yīng)力腐蝕開裂敏感性。