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SIMP钢在流动控氧超临界水中的氧化腐蚀行为研究
2021-07-23  |          【 】【打印】【关闭

  SIMP钢是针对第IV代先进核能系统加速器驱动次临界(ADS)嬗变系统研发的新型高硅铁素体/马氏体耐热钢,在高温、腐蚀和辐照等环境下,综合性能表现优良。为了进一步拓宽SIMP钢的应用范围,在700℃氧含量为2ppm、流速为5ml/min的超临界水中对其进行了长达1000h的氧化腐蚀行为的研究,相关研究结果如下:(1SIMP钢在超临界水中氧化增重呈抛物线增长,氧化增重速率明显低于P91钢,表现出优异的耐超临界水腐蚀性能(如图1所示);(2SIMP钢氧化初期出现类似奥氏体不锈钢的疖状腐蚀现象,随着腐蚀时间的增加,SIMP钢表面形成内层为Fe-Cr尖晶石和外层为Fe3O4双层结构的氧化膜,氧化膜与基体之间没有明显的内氧化层;(3)腐蚀时间达到1000h后,SIMP钢氧化层与基体之间形成了一层连续致密的二氧化硅;(4SIMP钢中Fe-Cr尖晶石中网状富铬富硅的氧化物以及氧化层与基体之间形成的二氧化硅层阻碍了Fe的向外扩散,导致内外层氧化层之间形成空位带,是SIMP钢具有优异耐超临界水腐蚀性能的主要原因(如图2和图3所示);(5)根据SIMP钢在超临界水中的氧化腐蚀行为,给出了SIMP钢在超临界水中的氧化膜形成和生长模型(如图4所示)。相关研究结果已发表:Oxidation behavior of ferritic/martensitic steels in flowing supercritical water. Journal of Materials Science and Technology, 2021, 64: 114-125


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