316NG不锈钢在560℃液态铅铋合金中的应力腐蚀行为研究

来源：核动力工程杂志2025年第3期北京时间：

作者：张萍萍, 龚宾, 赵永福, 高军, 邓平, 吴宗佩

单位：中国核动力研究设计院，成都，610213；

摘要：为准确获得奥氏体不锈钢与液态金属的相容性，支撑其服役性能评价，本研究采用高温液态铅铋慢应变速率拉伸试验装置，开展了316NG不锈钢在3种溶解氧浓度，即低氧浓度（溶解氧浓度<7×10⁻⁸%，质量百分比）、中等氧浓度（溶解氧浓度为2×10⁻⁶%~2×10⁻⁷%）和饱和氧浓度（溶解氧浓度为1.0×10⁻³%~3×10⁻⁴%）下560℃液态铅铋合金（LBE）中的应力腐蚀行为研究。研究结果表明，相比于氩气环境，316NG不锈钢在液态LBE中会发生应力腐蚀现象，且随着溶解氧浓度降低，裂纹深度越深，断裂延伸率越小，应力腐蚀敏感性越明显。在低氧浓度和中等氧浓度下，316NG不锈钢的断裂模式为表面沿晶开裂和基体韧性断裂相结合的混合断裂模式；在饱和氧浓度下，316NG不锈钢的断裂模式基本为韧性断裂。316NG不锈钢发生应力腐蚀效应的主要原因是试样表面和裂纹尖端无法形成连续稳定的氧化膜，无法阻止铅铋侵蚀基体，促进沿晶裂纹生长，导致试样提前断裂失效。

关键词：316NG, 液态铅铋合金（LBE）, 应力腐蚀, 溶解氧浓度

基金资助：国家自然科学基金青年基金（52301113）