冷加工核電結構材料在高溫高壓水中應力腐蝕裂紋擴展行為的研究進展
在早(zao)期核電站中,管道主要(yao)是采用304SS和316SS奧氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang)制(zhi)造,在鋼(gang)管的(de)冷加工(gong)區域常發生應力腐(fu)蝕開裂 (SCC)。日本一座(zuo)沸水堆 (BWR) 核電站就曾發生由316L制(zhi)造的(de)焊接堆芯圍筒(tong)的(de)穿晶(jing)應力腐(fu)蝕 (TGSCC) 情況(kuang)。研(yan)究結果表明,冷加工(gong)316L不(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)晶(jing)界析出了(le)Laves相(xiang)(xiang),并(bing)且在Laves相(xiang)(xiang)周(zhou)圍觀察到狹窄的(de)貧Cr區,從而提高了(le)不(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)SCC敏感性。
核反應堆結構材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)加工(gong)(gong)組裝過(guo)程中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)彎(wan)曲(qu)、焊(han)接、打磨、切割、打孔(kong)等工(gong)(gong)藝(yi)都會在材(cai)料(liao)中(zhong)(zhong)引(yin)入塑(su)(su)性(xing)變(bian)形(xing)(xing),尤其是焊(han)接熱影(ying)響(xiang)區的(de)(de)(de)(de)收(shou)縮相當于對材(cai)料(liao)進(jin)行(xing)了20%~30%的(de)(de)(de)(de)冷(leng)加工(gong)(gong),使得(de)這些部位產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)類似冷(leng)加工(gong)(gong)變(bian)形(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)微觀組織,從而造成材(cai)料(liao)局(ju)部力學性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)改變(bian)和應力的(de)(de)(de)(de)集中(zhong)(zhong),最終促(cu)進(jin)應力腐蝕的(de)(de)(de)(de)萌生(sheng)(sheng)(sheng)。從微觀上(shang)講,具(ju)有fcc結構的(de)(de)(de)(de)金屬(shu)主要(yao)是依(yi)靠晶格局(ju)部滑移(yi)來實現冷(leng)加工(gong)(gong)所需(xu)的(de)(de)(de)(de)塑(su)(su)性(xing)變(bian)形(xing)(xing),滑移(yi)會引(yin)發位錯,位錯的(de)(de)(de)(de)移(yi)動會產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)大(da)量的(de)(de)(de)(de)點(dian)缺陷,導致在材(cai)料(liao)內(nei)部產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)大(da)量的(de)(de)(de)(de)缺陷,使材(cai)料(liao)脆化,更容易引(yin)起材(cai)料(liao)SCC裂紋(wen)的(de)(de)(de)(de)萌生(sheng)(sheng)(sheng)和擴展(zhan)。
現階段我國(guo)主要(yao)發展的(de)(de)(de)第三(san)代核(he)電站(zhan)中,所用(yong)的(de)(de)(de)結構材料主要(yao)是奧(ao)氏體304、316不(bu)銹鋼,鎳基600、690合金(jin),焊接金(jin)屬鎳基52/152合金(jin)以(yi)及碳鋼等,這些結構材料在生(sheng)產和(he)(he)裝配(pei)過程(cheng)中不(bu)可避免(mian)的(de)(de)(de)會發生(sheng)局部塑性變形,微觀上產生(sheng)大量(liang)的(de)(de)(de)位錯和(he)(he)空位,使(shi)其(qi)力(li)(li)學性能變差,再(zai)加(jia)上在反(fan)應堆一回路中嚴苛的(de)(de)(de)水化學環境、高(gao)溫高(gao)壓、輻照等因素的(de)(de)(de)共同(tong)作用(yong)下,有可能會產生(sheng)SCC,對核(he)電站(zhan)安全運(yun)行產生(sheng)威脅。因此(ci)研究冷加(jia)工材料的(de)(de)(de)應力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)行為對于進一步探(tan)究應力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)機理(li)和(he)(he)模型,開(kai)發抑制和(he)(he)減緩核(he)電結構材料應力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)應用(yong)技(ji)術具有重要(yao)意(yi)義。
1 冷加工對核電(dian)結(jie)構材(cai)料SCC的影響(xiang)
1.1 冷(leng)加工對SCC裂紋擴(kuo)展速率(lv)的影響
大(da)量的(de)研(yan)究(jiu)(jiu)表明,冷加工可提(ti)高材料(liao)(liao)SCC敏感(gan)性,從而增大(da)SCC裂紋擴(kuo)展(zhan)速(su)率,Kuniya等(deng)研(yan)究(jiu)(jiu)了冷加工對304不(bu)銹(xiu)鋼在含氧高溫水中SCC敏感(gan)性的(de)影響,發(fa)現冷加工程度越(yue)(yue)大(da),材料(liao)(liao)的(de)SCC敏感(gan)性越(yue)(yue)高。Wang等(deng)[9]認為冷加工硬化(hua)層的(de)氧化(hua)和局部應力集中對SCC的(de)萌(meng)生和擴(kuo)展(zhan)起著(zhu)重(zhong)要的(de)作用。
冷(leng)加工造成(cheng)(cheng)(cheng)材料內部的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)粒(li)發(fa)生平(ping)行(xing)于冷(leng)軋(ya)面的(de)(de)(de)變(bian)形(xing)(xing)(xing),晶(jing)(jing)粒(li)變(bian)成(cheng)(cheng)(cheng)沿冷(leng)軋(ya)方(fang)向(xiang)的(de)(de)(de)細長形(xing)(xing)(xing),在晶(jing)(jing)界(jie)(jie)處造成(cheng)(cheng)(cheng)連續的(de)(de)(de)平(ping)行(xing)于冷(leng)軋(ya)面的(de)(de)(de)片狀(zhuang)殘余應力區,晶(jing)(jing)界(jie)(jie)處出現大(da)量的(de)(de)(de)缺陷使(shi)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)處變(bian)脆。這些帶有殘余應力和大(da)量缺陷的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)更有利于氧(yang)的(de)(de)(de)擴(kuo)散,造成(cheng)(cheng)(cheng)平(ping)行(xing)于冷(leng)軋(ya)面的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)氧(yang)化(hua),從(cong)而在晶(jing)(jing)界(jie)(jie)處形(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)金(jin)屬/氧(yang)化(hua)物空隙(xi)區,加快(kuai)SCC裂(lie)紋擴(kuo)展速(su)率(lv)。冷(leng)加工還(huan)可以在晶(jing)(jing)粒(li)中(zhong)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)變(bian)形(xing)(xing)(xing)帶,這些變(bian)形(xing)(xing)(xing)帶也會(hui)(hui)(hui)成(cheng)(cheng)(cheng)為氧(yang)和離子的(de)(de)(de)快(kuai)速(su)擴(kuo)散通道。當裂(lie)紋尖端(duan)(duan)延伸到變(bian)形(xing)(xing)(xing)帶時(shi),變(bian)形(xing)(xing)(xing)帶的(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)會(hui)(hui)(hui)導(dao)致裂(lie)紋前端(duan)(duan)區域力學性能變(bian)差,易(yi)斷裂(lie),同時(shi)還(huan)會(hui)(hui)(hui)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)一個局部高(gao)應力區,加速(su)裂(lie)紋向(xiang)前擴(kuo)展。冷(leng)加工過程(cheng)還(huan)會(hui)(hui)(hui)增加利于合金(jin)成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)擴(kuo)散的(de)(de)(de)高(gao)角度亞晶(jing)(jing)界(jie)(jie)的(de)(de)(de)比(bi)例,增加合金(jin)成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)在晶(jing)(jing)界(jie)(jie)內擴(kuo)散速(su)率(lv),在裂(lie)紋擴(kuo)展過程(cheng)中(zhong)起到重要作用。
材料(liao)(liao)在(zai)(zai)(zai)冷(leng)(leng)加工(gong)的(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)(guo)程中(zhong)(zhong)由于晶(jing)(jing)格(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)滑(hua)移產(chan)(chan)生(sheng)位錯,位錯的(de)(de)(de)(de)(de)移動會(hui)產(chan)(chan)生(sheng)大量的(de)(de)(de)(de)(de)空(kong)位缺(que)陷,冷(leng)(leng)加工(gong)程度(du)(du)越(yue)大,材料(liao)(liao)中(zhong)(zhong)缺(que)陷的(de)(de)(de)(de)(de)密度(du)(du)就越(yue)大。Arioka等在(zai)(zai)(zai)研究中(zhong)(zhong)通過(guo)(guo)對(dui)冷(leng)(leng)加工(gong)鎳(nie)基(ji)690TT、鎳(nie)基(ji)600MT合(he)金、奧氏體316SS以(yi)及(ji)(ji)碳(tan)(tan)鋼(gang)在(zai)(zai)(zai)高(gao)(gao)溫的(de)(de)(de)(de)(de)壓(ya)水(shui)(shui)堆 (PWR) 水(shui)(shui)環境(jing)、空(kong)氣(qi)以(yi)及(ji)(ji)氬氣(qi)中(zhong)(zhong)進(jin)行拉伸實驗,表(biao)(biao)明在(zai)(zai)(zai)裂(lie)(lie)紋(wen)的(de)(de)(de)(de)(de)前沿及(ji)(ji)其周(zhou)圍區域(yu)會(hui)產(chan)(chan)生(sheng)孔(kong)(kong)(kong)洞(dong)(dong)。這(zhe)是(shi)因(yin)(yin)為冷(leng)(leng)加工(gong)過(guo)(guo)程中(zhong)(zhong)產(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)空(kong)位缺(que)陷會(hui)在(zai)(zai)(zai)應(ying)力(li)(li)梯度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)作用下向晶(jing)(jing)界方向運動,然后沿著晶(jing)(jing)界向高(gao)(gao)應(ying)力(li)(li)區移動,在(zai)(zai)(zai)局部形(xing)(xing)成(cheng)較高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)空(kong)位密度(du)(du),最(zui)終形(xing)(xing)成(cheng)孔(kong)(kong)(kong)洞(dong)(dong)。一般(ban)裂(lie)(lie)紋(wen)前端(duan)區域(yu)為高(gao)(gao)應(ying)力(li)(li)區,但是(shi)由于材料(liao)(liao)微觀結(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)不均勻性,在(zai)(zai)(zai)裂(lie)(lie)紋(wen)前端(duan)附近其他(ta)區域(yu)也會(hui)形(xing)(xing)成(cheng)局部高(gao)(gao)應(ying)力(li)(li)區。在(zai)(zai)(zai)PWR高(gao)(gao)溫水(shui)(shui)環境(jing)中(zhong)(zhong),裂(lie)(lie)紋(wen)前端(duan)的(de)(de)(de)(de)(de)孔(kong)(kong)(kong)洞(dong)(dong)和(he)較高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)空(kong)位密度(du)(du)會(hui)顯(xian)著降低晶(jing)(jing)界處的(de)(de)(de)(de)(de)力(li)(li)學性能,使晶(jing)(jing)界的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)合(he)能力(li)(li)減弱(ruo),增(zeng)加材料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)SCC裂(lie)(lie)紋(wen)擴(kuo)展速(su)(su)率;在(zai)(zai)(zai)附近區域(yu)的(de)(de)(de)(de)(de)局部高(gao)(gao)應(ying)力(li)(li)區形(xing)(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)孔(kong)(kong)(kong)洞(dong)(dong)還(huan)會(hui)誘(you)發SCC裂(lie)(lie)紋(wen)的(de)(de)(de)(de)(de)萌生(sheng),在(zai)(zai)(zai)一些位置(zhi)形(xing)(xing)成(cheng)新的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕裂(lie)(lie)紋(wen)。因(yin)(yin)此(ci),在(zai)(zai)(zai)冷(leng)(leng)加工(gong)材料(liao)(liao)中(zhong)(zhong),空(kong)位的(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)(xing)成(cheng)及(ji)(ji)移動速(su)(su)率是(shi)控制SCC裂(lie)(lie)紋(wen)擴(kuo)展速(su)(su)率的(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)要因(yin)(yin)素。此(ci)外,冷(leng)(leng)加工(gong)產(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)空(kong)位缺(que)陷還(huan)能加速(su)(su)材料(liao)(liao)內成(cheng)分(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)擴(kuo)散(san)(san)(san)。最(zui)新研究表(biao)(biao)明,在(zai)(zai)(zai)冷(leng)(leng)加工(gong)碳(tan)(tan)鋼(gang)中(zhong)(zhong)Ni的(de)(de)(de)(de)(de)擴(kuo)散(san)(san)(san)速(su)(su)率是(shi)非冷(leng)(leng)加工(gong)材料(liao)(liao)中(zhong)(zhong)Ni擴(kuo)散(san)(san)(san)速(su)(su)率的(de)(de)(de)(de)(de)4倍,空(kong)位移動為Ni的(de)(de)(de)(de)(de)移動提(ti)供(gong)活化能,使Ni的(de)(de)(de)(de)(de)擴(kuo)散(san)(san)(san)速(su)(su)率加快,從(cong)而加快裂(lie)(lie)紋(wen)前端(duan)金屬的(de)(de)(de)(de)(de)溶(rong)解,使SCC裂(lie)(lie)紋(wen)擴(kuo)展速(su)(su)率增(zeng)大。
Terachi等研(yan)究(jiu)認為,冷加工產生的(de)(de)空(kong)位和位錯還可顯著增(zeng)加304SS和316SS的(de)(de)屈(qu)服(fu)強度,并且材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)CGR隨著材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)屈(qu)服(fu)強度的(de)(de)增(zeng)加而增(zeng)大(da)。在(zai)硬度較高的(de)(de)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)中,材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)在(zai)拉(la)(la)應(ying)(ying)力的(de)(de)作用(yong)下塑性變形(xing)區比較小(xiao),所以在(zai)拉(la)(la)應(ying)(ying)力的(de)(de)作用(yong)下材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)應(ying)(ying)力區有比較大(da)的(de)(de)應(ying)(ying)力梯度,導(dao)致材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)應(ying)(ying)力腐蝕CGR較大(da)。總(zong)結前人的(de)(de)研(yan)究(jiu)可見,材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)屈(qu)服(fu)強度 (σσy) 和材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)應(ying)(ying)力腐蝕CGR之(zhi)間的(de)(de)關(guan)系(xi)基本(ben)服(fu)從于(yu)經(jing)驗公式:
取樣(yang)(yang)方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)向(xiang)(xiang)也(ye)會影(ying)響(xiang)材(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)裂(lie)(lie)紋擴(kuo)(kuo)(kuo)展(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)速(su)(su)率。圖1為(wei)一維(wei)軋(ya)(ya)(ya)(ya)制材(cai)料不同取樣(yang)(yang)方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)向(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)示(shi)意圖。Arioka等研究認為(wei),T-L方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)向(xiang)(xiang)樣(yang)(yang)品(pin)(pin)(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)SCC裂(lie)(lie)紋擴(kuo)(kuo)(kuo)展(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)速(su)(su)率大(da)于(yu)T-S方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)向(xiang)(xiang)樣(yang)(yang)品(pin)(pin)(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)。Moshier和(he)(he)Brown認為(wei)S-T方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)向(xiang)(xiang)樣(yang)(yang)品(pin)(pin)(pin)(pin)SCC裂(lie)(lie)紋擴(kuo)(kuo)(kuo)展(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)速(su)(su)率大(da)約為(wei)L-T方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)向(xiang)(xiang)樣(yang)(yang)品(pin)(pin)(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)10倍(bei)。雖然(ran)沒(mei)有(you)文獻(xian)全面(mian)研究取樣(yang)(yang)方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)向(xiang)(xiang)對(dui)SCC裂(lie)(lie)紋擴(kuo)(kuo)(kuo)展(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang),但是從現有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)文獻(xian)總結可(ke)見,S-L,S-T和(he)(he)T-L方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)向(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)樣(yang)(yang)品(pin)(pin)(pin)(pin)SCC裂(lie)(lie)紋擴(kuo)(kuo)(kuo)展(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)速(su)(su)率總要大(da)于(yu)T-S和(he)(he)L-S方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)向(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)樣(yang)(yang)品(pin)(pin)(pin)(pin),說明裂(lie)(lie)紋擴(kuo)(kuo)(kuo)展(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)向(xiang)(xiang)與冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)軋(ya)(ya)(ya)(ya)面(mian)相(xiang)平(ping)(ping)行(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)樣(yang)(yang)品(pin)(pin)(pin)(pin)裂(lie)(lie)紋擴(kuo)(kuo)(kuo)展(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)速(su)(su)率要大(da)于(yu)裂(lie)(lie)紋擴(kuo)(kuo)(kuo)展(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)向(xiang)(xiang)與冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)軋(ya)(ya)(ya)(ya)面(mian)相(xiang)垂直(zhi)樣(yang)(yang)品(pin)(pin)(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)(de),裂(lie)(lie)紋擴(kuo)(kuo)(kuo)展(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)平(ping)(ping)面(mian)與冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)軋(ya)(ya)(ya)(ya)面(mian)相(xiang)平(ping)(ping)行(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)樣(yang)(yang)品(pin)(pin)(pin)(pin)裂(lie)(lie)紋擴(kuo)(kuo)(kuo)展(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)速(su)(su)率要大(da)于(yu)裂(lie)(lie)紋擴(kuo)(kuo)(kuo)展(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)平(ping)(ping)面(mian)與冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)軋(ya)(ya)(ya)(ya)面(mian)相(xiang)垂直(zhi)樣(yang)(yang)品(pin)(pin)(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)。這(zhe)可(ke)能和(he)(he)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)軋(ya)(ya)(ya)(ya)加(jia)工(gong)產生的(de)(de)(de)(de)(de)與冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)軋(ya)(ya)(ya)(ya)面(mian)平(ping)(ping)行(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)片狀高應力(li)(li)(li)(li)區的(de)(de)(de)(de)(de)優先(xian)氧化以(yi)及應力(li)(li)(li)(li)梯(ti)度(du)(du)引起的(de)(de)(de)(de)(de)空(kong)位擴(kuo)(kuo)(kuo)散有(you)關。同樣(yang)(yang)是在裂(lie)(lie)紋擴(kuo)(kuo)(kuo)展(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)向(xiang)(xiang)與冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)軋(ya)(ya)(ya)(ya)面(mian)平(ping)(ping)行(xing)并(bing)且裂(lie)(lie)紋擴(kuo)(kuo)(kuo)展(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)平(ping)(ping)面(mian)與冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)軋(ya)(ya)(ya)(ya)面(mian)相(xiang)垂直(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)兩個樣(yang)(yang)品(pin)(pin)(pin)(pin)中(zhong),Chen等觀(guan)察(cha)到(dao)T-L方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)向(xiang)(xiang)樣(yang)(yang)品(pin)(pin)(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)SCC裂(lie)(lie)紋擴(kuo)(kuo)(kuo)展(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)速(su)(su)率要大(da)于(yu)L-T方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)向(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de),這(zhe)可(ke)能和(he)(he)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)軋(ya)(ya)(ya)(ya)加(jia)工(gong)過程中(zhong)產生的(de)(de)(de)(de)(de)與冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)軋(ya)(ya)(ya)(ya)面(mian)相(xiang)平(ping)(ping)行(xing)沿著冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)軋(ya)(ya)(ya)(ya)方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)向(xiang)(xiang)分(fen)(fen)(fen)布(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)細長晶粒(li)有(you)關。冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)加(jia)工(gong)變形的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)向(xiang)(xiang)同樣(yang)(yang)會對(dui)應力(li)(li)(li)(li)腐蝕CGR產生影(ying)響(xiang)。Hou等分(fen)(fen)(fen)別(bie)對(dui)鎳基600合金進行(xing)3個方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)向(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)加(jia)工(gong),分(fen)(fen)(fen)別(bie)標(biao)記為(wei)1DCW (冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)軋(ya)(ya)(ya)(ya)方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)向(xiang)(xiang)1-L),2DCW (冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)軋(ya)(ya)(ya)(ya)方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)向(xiang)(xiang)1-L、2-T) 和(he)(he)3DCW (冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)軋(ya)(ya)(ya)(ya)方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)向(xiang)(xiang)1-L、2-T、3-S),然(ran)后對(dui)材(cai)料進行(xing)U型彎(wan)曲SCC實驗,結果顯示(shi)對(dui)沿晶應力(li)(li)(li)(li)腐蝕 (IGSCC) 敏感度(du)(du)影(ying)響(xiang)程度(du)(du)依次為(wei)1DCW>3DCW>2DCW。相(xiang)較于(yu)其他(ta)兩個樣(yang)(yang)品(pin)(pin)(pin)(pin),1DCW樣(yang)(yang)品(pin)(pin)(pin)(pin)殘余應力(li)(li)(li)(li)最(zui)大(da),晶界處的(de)(de)(de)(de)(de)局部高應力(li)(li)(li)(li)區最(zui)大(da),裂(lie)(lie)紋擴(kuo)(kuo)(kuo)展(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)速(su)(su)率也(ye)最(zui)大(da)。
圖1 軋制(zhi)冷加工示意圖
1.2 冷加工對SCC裂紋擴(kuo)展(zhan)方向的(de)影(ying)響
冷加工后產生的變形帶的局部氧化也會影響裂紋的擴展方向,進而可能改變裂紋類型。Garc??a 等研究指出,冷加工態的304不銹鋼在沸騰MgCl2溶液中發生混合型SCC開裂,且隨冷加工程度的增大,TGSCC逐漸變成主要的開裂模式。Lu等認為304LSS在高溫高壓含氧水環境中也發生類似現象。裂紋擴展方式和晶界與滑移帶和載荷方向的夾角相關,見圖2。其中,A為冷加工滑移帶,B為晶界,角度α為冷加工滑移帶與載荷方向的夾角,角度β為晶界與載荷方向的夾角。當α>β時,則裂紋沿冷加工滑移帶進行擴展,即為TGSCC;當α<β時,裂紋沿晶界方向延伸,裂紋擴展方式為IGSCC。
圖2 冷(leng)加工304L不銹鋼裂紋擴展方(fang)向示意圖
Yaguchi等(deng)將以往冷加工材(cai)(cai)料(liao)的(de)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕研究中(zhong)觀察(cha)到(dao)的(de)IGSCC裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)分為兩類(lei),一(yi)類(lei)沿(yan)著(zhu)預(yu)制裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)方(fang)向擴展,稱為Type-Ⅰ型裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen);一(yi)類(lei)沿(yan)著(zhu)垂直于預(yu)制裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)而(er)平(ping)行于冷軋(ya)(ya)面(mian)方(fang)向擴展,稱為Type-Ⅱ型裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)。在(zai)樣(yang)品中(zhong)出(chu)現的(de)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)種(zhong)類(lei)和(he)冷加工程度、應(ying)(ying)力(li)場強(qiang)度因子(zi)以及水化(hua)(hua)(hua)學有(you)關(guan),Type-Ⅱ型裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)一(yi)般(ban)出(chu)現在(zai)冷加工程度比較高的(de)材(cai)(cai)料(liao)中(zhong)。這(zhe)與冷軋(ya)(ya)通過在(zai)晶界附近產生平(ping)行于冷軋(ya)(ya)面(mian)的(de)片狀高應(ying)(ying)力(li)區(qu)從(cong)而(er)使該區(qu)域優(you)先局部氧化(hua)(hua)(hua)有(you)關(guan),當應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)沿(yan)垂直于冷軋(ya)(ya)面(mian)的(de)方(fang)向延伸時,局部氧化(hua)(hua)(hua)區(qu)力(li)學性(xing)能差(cha),從(cong)而(er)可能產生Type-Ⅱ型應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)。在(zai)Type-Ⅱ型裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)中(zhong),不但(dan)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)尖端發生氧化(hua)(hua)(hua),而(er)且在(zai)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)前端區(qu)域也發生了氧化(hua)(hua)(hua)。
1.3 溫度(du)和(he)溶氫量對(dui)冷加工材料的(de)SCC裂(lie)紋擴展行為的(de)影響
SCC裂(lie)(lie)紋擴(kuo)展(zhan)(zhan)時,高溫(wen)(wen)(wen)可以加速(su)裂(lie)(lie)紋中(zhong)氧和金屬離子的(de)擴(kuo)散,所以隨(sui)(sui)著溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)的(de)提(ti)高,一(yi)般(ban)地SCC裂(lie)(lie)紋擴(kuo)展(zhan)(zhan)速(su)率增(zeng)大(da)。但(dan)是,在(zai)冷(leng)加工(gong)材料中(zhong),高溫(wen)(wen)(wen)可以改善材料的(de)力(li)學(xue)性(xing)能,反而(er)降低SCC裂(lie)(lie)紋擴(kuo)展(zhan)(zhan)速(su)率。圖3和4[20,22,36,37]分別為文(wen)獻中(zhong)冷(leng)加工(gong)316SS和冷(leng)加工(gong)690TT合(he)金SCC裂(lie)(lie)紋擴(kuo)展(zhan)(zhan)速(su)率隨(sui)(sui)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)的(de)變(bian)(bian)化(hua)。從圖中(zhong)可以看到,在(zai)PWR環境(jing)中(zhong) (500 mg/L B-2 mg/L Li-30 mL H2/kg H2O),冷(leng)加工(gong)奧氏體316SS以及鎳(nie)基690TT合(he)金材料在(zai)280~360 ℃之(zhi)間隨(sui)(sui)著溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)的(de)升(sheng)高,SCC裂(lie)(lie)紋擴(kuo)展(zhan)(zhan)速(su)率先增(zeng)大(da)后減小(xiao);在(zai)320~340 ℃之(zhi)間存(cun)在(zai)某一(yi)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du),在(zai)此溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)下SCC裂(lie)(lie)紋擴(kuo)展(zhan)(zhan)速(su)率達(da)到最大(da)。如圖3所示(shi)(shi),5.6 mL/kg的(de)溶(rong)解氧環境(jing)并不能改變(bian)(bian)此趨勢(shi)。但(dan)是圖4顯示(shi)(shi),增(zeng)加溶(rong)氫(qing)量 (DH) 到45 mL/kg,20%CW690鎳(nie)基合(he)金在(zai)320~360 ℃范圍(wei)隨(sui)(sui)著溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)的(de)增(zeng)大(da),SCC裂(lie)(lie)紋擴(kuo)展(zhan)(zhan)速(su)率逐漸增(zeng)大(da),并沒有出現(xian)減小(xiao)的(de)趨勢(shi)。這說(shuo)明690合(he)金的(de)裂(lie)(lie)紋擴(kuo)展(zhan)(zhan)速(su)率不但(dan)受溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)的(de)影響(xiang),還(huan)受溶(rong)液中(zhong)溶(rong)解氫(qing)含量的(de)影響(xiang)。
圖(tu)3 冷加工(gong)316SS SCC裂紋擴展速率(lv)隨(sui)溫度的變化
圖4 冷加(jia)工690TT合金SCC裂紋(wen)擴展速(su)率(lv)隨溫度的變化(hua)
研究認為,材料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)冷(leng)(leng)加(jia)工使塑性(xing)(xing)區(qu)有比較(jiao)大(da)(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)位錯密(mi)度(du)(du),由于(yu)在(zai)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)較(jiao)低(di)時材料(liao)塑性(xing)(xing)差,所(suo)(suo)以導致在(zai)裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)尖(jian)(jian)端(duan)有比較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)力(li)梯度(du)(du),大(da)(da)(da)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)缺(que)陷向(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)尖(jian)(jian)端(duan)移(yi)動,進一(yi)步增(zeng)大(da)(da)(da)了裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)尖(jian)(jian)端(duan)的(de)(de)(de)(de)(de)局(ju)部缺(que)陷密(mi)度(du)(du)。位錯向(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)尖(jian)(jian)端(duan)的(de)(de)(de)(de)(de)移(yi)動過(guo)程(cheng)中,會引(yin)起(qi)在(zai)裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)前(qian)方(fang)的(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)基體(ti)(ti)中形成大(da)(da)(da)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)空(kong)位,導致裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)前(qian)方(fang)的(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)基體(ti)(ti)脆性(xing)(xing)增(zeng)加(jia),更易斷裂(lie)(lie)(lie)(lie)。在(zai)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)較(jiao)高(gao)時,材料(liao)中缺(que)陷移(yi)動較(jiao)快,更容(rong)(rong)易產(chan)生滑移(yi),因此裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)尖(jian)(jian)端(duan)缺(que)陷密(mi)度(du)(du)較(jiao)小,裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)前(qian)端(duan)區(qu)域(yu)應(ying)力(li)梯度(du)(du)較(jiao)小,不會引(yin)起(qi)缺(que)陷向(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)尖(jian)(jian)端(duan)移(yi)動。此時,材料(liao)裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)尖(jian)(jian)端(duan)區(qu)域(yu)更柔韌,不易斷裂(lie)(lie)(lie)(lie)。所(suo)(suo)以在(zai)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)情況(kuang)(kuang)下(xia)(xia),隨著(zhu)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)升(sheng)高(gao),裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)CGR不斷減小。另一(yi)方(fang)面,隨著(zhu)實驗溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)升(sheng)高(gao),金(jin)屬(shu)(shu)原子更容(rong)(rong)易擴(kuo)散(san)到裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)表(biao)面與(yu)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)高(gao)壓水(shui)溶液反應(ying),從而(er)提高(gao)了裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)表(biao)面氧化速率,所(suo)(suo)以在(zai)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)較(jiao)高(gao)時裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)擴(kuo)展(zhan)速率較(jiao)快。同時,高(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)也會加(jia)速冷(leng)(leng)加(jia)工區(qu)變(bian)形帶的(de)(de)(de)(de)(de)局(ju)部氧化,促進裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)向(xiang)(xiang)前(qian)擴(kuo)展(zhan)。所(suo)(suo)以,在(zai)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)較(jiao)低(di)的(de)(de)(de)(de)(de)情況(kuang)(kuang)下(xia)(xia)隨著(zhu)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)升(sheng)高(gao),裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)CGR不斷增(zeng)大(da)(da)(da)。
圖(tu)4顯(xian)示(shi),20% CW690合(he)(he)金在(zai)(zai)(zai)DH為45 mL/kg的(de)(de)水環境中在(zai)(zai)(zai)320~360 ℃范圍(wei)內SCC裂(lie)紋(wen)(wen)擴展(zhan)速(su)(su)(su)率隨著溫度的(de)(de)增大而不(bu)斷增大,在(zai)(zai)(zai)320~340 ℃范圍(wei)內CGRDH=45 mL/kg<CGRDH=30 mL/kg,在(zai)(zai)(zai)350~360 ℃范圍(wei)內CGRDH=45 mL/kg>CGRDH=30 mL/kg。對20%冷加(jia)工碳鋼在(zai)(zai)(zai)360 ℃還原性(xing)環境中進(jin)行裂(lie)紋(wen)(wen)擴展(zhan)實(shi)驗(yan)之后進(jin)行吸(xi)(xi)氫速(su)(su)(su)率測試,測試結果表明,在(zai)(zai)(zai)360 ℃附近(jin)樣品吸(xi)(xi)氫速(su)(su)(su)率存在(zai)(zai)(zai)最低值(zhi),這(zhe)說明還原性(xing)環境中的(de)(de)H在(zai)(zai)(zai)360 ℃附近(jin)與材(cai)料中的(de)(de)空位進(jin)行結合(he)(he)。Fukai等[39,40]認(ren)為在(zai)(zai)(zai)Fe和(he)Ni等金屬中,隨著H2含量的(de)(de)增大,空位密(mi)度逐漸增大;在(zai)(zai)(zai)Nb,Au和(he)Fe中,均發(fa)現(xian)氫誘導空位能(neng)夠(gou)增大晶(jing)格(ge)擴散速(su)(su)(su)率。在(zai)(zai)(zai)圖(tu)4中,350~360 ℃范圍(wei)內CGRDH=45 mL/kg>CGRDH=30 mL/kg,可能(neng)是由(you)于高濃(nong)度的(de)(de)H沿裂(lie)紋(wen)(wen)尖端和(he)孔洞處向(xiang)材(cai)料內部(bu)擴散,進(jin)一步增加(jia)這(zhe)些區域的(de)(de)空位密(mi)度,同時增加(jia)與空位結合(he)(he)向(xiang)高應力(li)區的(de)(de)移動速(su)(su)(su)率,增加(jia)裂(lie)紋(wen)(wen)擴展(zhan)速(su)(su)(su)率。
2 冷加工材料應力(li)腐蝕機理(li)
很多學(xue)者(zhe)對冷加工材(cai)料(liao)的(de)(de)應力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)過程和機(ji)理(li)進(jin)行了(le)大量的(de)(de)研究,提出了(le)一(yi)些理(li)論,但是(shi)尚沒有一(yi)種完整而統一(yi)的(de)(de)模型(xing)(xing)能合理(li)解(jie)(jie)釋冷加工材(cai)料(liao)應力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)行為。滑(hua)移溶(rong)解(jie)(jie)模型(xing)(xing)是(shi)由Ford和Andresen提出的(de)(de),是(shi)被普遍接受的(de)(de)應力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)模型(xing)(xing),該模型(xing)(xing)認(ren)為在(zai)發生(sheng)應力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)合金表(biao)(biao)面會形成一(yi)層(ceng)致密的(de)(de)氧化(hua)膜,氧化(hua)膜在(zai)拉應力(li)的(de)(de)作用下會發生(sheng)塑性變形而破(po)裂,裸露(lu)的(de)(de)金屬(shu)暴露(lu)在(zai)腐(fu)蝕(shi)(shi)性環境(jing)中溶(rong)解(jie)(jie)出金屬(shu)離子(zi),同時在(zai)自(zi)鈍化(hua)的(de)(de)作用下重新形成氧化(hua)膜,通過滑(hua)移-膜破(po)裂-金屬(shu)溶(rong)解(jie)(jie)-再鈍化(hua)的(de)(de)過程循環往復,最終使SCC裂紋(wen)不斷向(xiang)前擴展(zhan)。Farady根據滑(hua)移溶(rong)解(jie)(jie)模型(xing)(xing)建立了(le)CGR的(de)(de)半經(jing)驗(yan)表(biao)(biao)達式:
式中(zhong),a˙a˙為(wei)(wei)(wei)(wei)裂(lie)紋(wen)長(chang)度,M為(wei)(wei)(wei)(wei)原子量(liang)(g/mol);Z為(wei)(wei)(wei)(wei)氧化(hua)電(dian)子數 (2或3);ρ為(wei)(wei)(wei)(wei)金屬密度(g/cm3);F為(wei)(wei)(wei)(wei)Faraday常數(9.65×104C/mol);εf為(wei)(wei)(wei)(wei)氧化(hua)膜破裂(lie)應(ying)變;i0,t0和(he)n均(jun)為(wei)(wei)(wei)(wei)常數,n與(yu)腐蝕(shi)電(dian)位、溶液電(dian)導率(lv)、合金硫含量(liang)、敏化(hua)程度、合金類型有關,i0tn0i0t0n為(wei)(wei)(wei)(wei)參與(yu)溶解/氧化(hua)過程的電(dian)荷(he)密度(C/cm2);ε˙ctε˙ct為(wei)(wei)(wei)(wei)裂(lie)尖應(ying)變速率(lv) (CTSR)。其中(zhong),裂(lie)尖應(ying)變由蠕變、外加應(ying)變或穿(chuan)過塑性變形區的裂(lie)紋(wen)擴展產(chan)生。
一些(xie)研究將滑(hua)移溶解(jie)(jie)模型和(he)材(cai)料(liao)(liao)力(li)(li)學性能(neng)的(de)(de)變(bian)化(hua)(hua)(hua)相結(jie)合對冷加(jia)工(gong)材(cai)料(liao)(liao)應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)行為(wei)進行了解(jie)(jie)釋,總結(jie)來(lai)說冷加(jia)工(gong)主(zhu)要(yao)從兩個方面影(ying)響應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)CGR:(1) 冷加(jia)工(gong)主(zhu)要(yao)改變(bian)應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)CTSR。冷加(jia)工(gong)過程(cheng)會(hui)在材(cai)料(liao)(liao)中(zhong)(zhong)引入塑性變(bian)形和(he)大(da)(da)量的(de)(de)殘余應(ying)(ying)力(li)(li),使(shi)材(cai)料(liao)(liao)產(chan)生(sheng)硬化(hua)(hua)(hua)和(he)應(ying)(ying)力(li)(li)集中(zhong)(zhong),同時產(chan)生(sheng)大(da)(da)量的(de)(de)位(wei)錯(cuo)和(he)空(kong)位(wei)缺(que)陷,這(zhe)些(xie)都會(hui)使(shi)高應(ying)(ying)力(li)(li)區(qu)(qu)材(cai)料(liao)(liao)力(li)(li)學性能(neng)變(bian)差(cha),使(shi)其變(bian)脆易斷裂(lie)(lie),使(shi)應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)CTSR增(zeng)大(da)(da),應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)CGR增(zeng)大(da)(da)。(2) 冷加(jia)工(gong)還(huan)會(hui)改變(bian)應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)尖端(duan)(duan)的(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)速(su)率,使(shi)參與溶解(jie)(jie)/氧(yang)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)電荷密(mi)度(du)i0tn0i0t0n增(zeng)大(da)(da),加(jia)快(kuai)腐(fu)蝕(shi)(shi)。冷加(jia)工(gong)在晶界(jie)處形成的(de)(de)片狀高應(ying)(ying)力(li)(li)區(qu)(qu)與變(bian)形帶中(zhong)(zhong)存在的(de)(de)大(da)(da)量位(wei)錯(cuo)和(he)空(kong)位(wei)缺(que)陷使(shi)陰離子(zi)和(he)O更(geng)容易發生(sheng)擴(kuo)散(san),使(shi)其優先(xian)發生(sheng)局部(bu)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)。同時,材(cai)料(liao)(liao)中(zhong)(zhong)的(de)(de)陽離子(zi)也(ye)更(geng)容易擴(kuo)散(san)到溶液(ye)中(zhong)(zhong),促進裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)尖端(duan)(duan)金屬(shu)離子(zi)的(de)(de)溶解(jie)(jie),加(jia)速(su)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)尖端(duan)(duan)腐(fu)蝕(shi)(shi),加(jia)快(kuai)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)擴(kuo)展速(su)率。
3 待(dai)解(jie)決的問(wen)題(ti)與未(wei)來研究(jiu)趨(qu)勢和方向
(1) 冷加工樣品(pin)中(zhong)(zhong)DH與應力腐蝕(shi)裂紋擴展(zhan)速率的(de)(de)關(guan)系。在(zai)PWR一回(hui)路(lu)中(zhong)(zhong),加氫對改善回(hui)路(lu)中(zhong)(zhong)水化學環境具有重要的(de)(de)作用,可以降(jiang)(jiang)低氧(yang)化性(xing)輻照分解產(chan)物,減少(shao)水中(zhong)(zhong)游離氧(yang),降(jiang)(jiang)低不銹鋼(gang)管在(zai)核(he)電站運(yun)行(xing)工況下(xia)相應的(de)(de)電化學電位從而減輕其IGSCC行(xing)為。但(dan)是有研(yan)究(jiu)者在(zai)特定條件下(xia)觀察(cha)到應力腐蝕(shi)CGR隨著水中(zhong)(zhong)DH的(de)(de)增大而增大,這與常規的(de)(de)認知存在(zai)差(cha)異,需要進一步研(yan)究(jiu)DH與CGR的(de)(de)關(guan)系并探究(jiu)其機理(li)。
(2) 核電站中結構材料的(de)冷(leng)加(jia)工形式有很多,包括(kuo)彎曲、焊接、打磨、切割、打孔等操作(zuo),冷(leng)加(jia)工效(xiao)果與(yu)實驗上的(de)冷(leng)軋加(jia)工不(bu)盡相同,研(yan)究結果可能與(yu)實際存在差異(yi)。未來需要進一步研(yan)究不(bu)同的(de)加(jia)工形式產生的(de)冷(leng)加(jia)工效(xiao)果對應力腐(fu)蝕敏感性的(de)影響。
(3) 在(zai)現階(jie)段的(de)研究(jiu)中,已(yi)對(dui)冷(leng)加(jia)(jia)工(gong)(gong)對(dui)材料(liao)內(nei)部微觀結構的(de)改變和(he)(he)在(zai)材料(liao)應(ying)力腐蝕過程(cheng)的(de)作(zuo)(zuo)用進行了初步(bu)探(tan)究(jiu)。但是并沒(mei)有形(xing)成(cheng)一個系統的(de)理論(lun),也沒(mei)有對(dui)冷(leng)加(jia)(jia)工(gong)(gong)材料(liao)晶粒和(he)(he)晶界(jie)處(chu)的(de)位錯和(he)(he)空位等缺陷的(de)形(xing)成(cheng)和(he)(he)運動過程(cheng)進行深(shen)入的(de)探(tan)究(jiu),對(dui)冷(leng)加(jia)(jia)工(gong)(gong)材料(liao)內(nei)部微觀結構的(de)變化情況也知之甚(shen)少,冷(leng)加(jia)(jia)工(gong)(gong)在(zai)應(ying)力腐蝕鈍化膜形(xing)成(cheng)及(ji)裂(lie)紋尖端溶(rong)解等過程(cheng)的(de)作(zuo)(zuo)用尚不明確(que)(que),需(xu)要在(zai)未來的(de)研究(jiu)中逐(zhu)漸完善,形(xing)成(cheng)系統的(de)、明確(que)(que)的(de)理論(lun)。