预氧化处理对12Cr铁素体/马氏体钢耐Pb-Bi腐蚀性能的影响

作者：潘霞; 张洋鹏^*; 董志宏; 陈胜虎; 姜海昌; 戎利建

来源：金属学报, 2023, 1-16.

• Pb-Bi共晶冷却快堆
• 铁素体/马氏体钢
• 表面处理
• Pb-Bi腐蚀
• 预氧化膜

针对液态Pb-Bi共晶(LBE)冷却快堆开发了一种新型高硅12Cr铁素体/马氏体钢,为进一步增强其耐Pb-Bi腐蚀性能,提升燃料组件的安全性,采用预氧化法对其进行了表面防护处理,表征了预氧化膜的结构,分析了预氧化处理对12Cr铁素体/马氏体钢耐550℃饱和氧LBE的腐蚀性能的影响。结果表明,该钢在720℃、1%O2+99%N2气氛中预氧化1 h时形成的氧化膜主要是(Fe,Cr)2O3和MnCr2O4氧化物,此氧化膜可有效阻止钢中Fe元素的向外扩散和LBE中O元素的向内扩散,进而提升了材料的耐LBE腐蚀性能。但由于Mn较高的扩散速率和在LBE中较高的溶解度,预氧化膜中的Mn元素会逐渐扩散和溶解至LBE,导致部分氧化膜失效并形成局部腐蚀区,当LBE腐蚀1000 h后,合金表面的局部腐蚀区可达60%。本工作揭示了新型高硅12Cr铁素体/马氏体钢中预氧化膜的微观结构、保护效果和失效机制,为进一步提升其预氧化膜的有效性和稳定性指明了方向。

• 单位
  中国科学技术大学; 中国科学院; 中国科学院金属研究所