陆辉等：溶解氧和温度对06Cl7N12Mo2Ti不锈钢在超临界水中应力腐蚀的影响 ·1461· 0 图906Cl7Ni12M2Ti不锈钢在450℃超临界水中慢应变速率拉伸试验后的标距段表面形貌.(a)Ar:(b)0μgkg1溶氧：(c)200ug· kg溶氧：(d)2000μgkg溶氧 Fig.9 Surface morphologies in the gauge segment of 06Crl7Nil2Mo2Ti stainless steel after slow strain rate tensile tests in supercritical water at 450 C:(a)Ar:(b)0ugkg dissolved oxygen:(e)200 ugkg dissolved oxygen:(d)2000 ugkg dissolved oxygen 渡到完全的塑性开裂. 3 结论 通过在450~650℃和不同溶解氧含量(0/200/ 2000μg·kg)的超临界水环境中慢应变速率拉伸试 验和试验后试样断口与标距段表面扫描电镜分析，可 以得到以下几个结论： (1)在450℃和550℃超临界水中，随着溶解氧 含量的增加，O6Crl7Ni12Mo2Ti不锈钢的屈服强度变 图10裂纹中的氧化物 化不大，但其抗拉强度和断后伸长率随之下降，并且增 Fig.10 Oxide in a crack 加了应力腐蚀敏感性.在650℃超临界水中， 06Cr17Ni12Mo2Ti不锈钢的断裂为完全塑性断裂，未 得材料更容易发生塑性变形，降低强度 发现应力腐蚀开裂倾向，溶解氧对其影响不明显 从图7中可知，对于在450℃和550℃的超临界 (2)在450~650℃超临界水中，随着温度的上 水中而言，随着温度的上升，断后伸长率反而下降。虽 升，材料的断裂从沿晶和塑性断裂过渡到完全塑性断 然温度升高，会增加材料的塑性.但是，一旦应力腐蚀 裂，所以其应力腐蚀敏感性随温度的升高而下降，同时 裂纹在试样表面形成，由于强度的降低和有效承载面 屈服强度、抗拉强度和断后伸长率都有不同程度的 积的减小，使得裂纹更快的扩展，如图12所示.Tey- sseyre和Was网提出，随着温度的上升，裂纹扩展速率 下降 增加.所以由于应力腐蚀的作用使得材料的断后伸长 参考文献 率下降 [Kataoka K,Shiga S,Moriya K,et al.Progress of development 在650℃的超临界水中，材料未发现应力腐蚀开 project of supereritical water cooled power reactor //Proceedings 裂倾向，所以应力腐蚀敏感性的下降可能与强度的降 of /CAPP 03,Cordoba,2003:3258 低有关，最大的可能则是由于材料的断裂机理发生变 Was GS,Ampornrat P,Gupta G,et al.Corrosion and stress cor- 化，从沿晶和塑性开裂相结合的应力腐蚀开裂慢慢过 rosion cracking in supereritical water.J Nucl Mater,2007,371陆 辉等: 溶解氧和温度对 06Cr17Ni12Mo2Ti 不锈钢在超临界水中应力腐蚀的影响 图 9 06Cr17Ni12Mo2Ti 不锈钢在 450 ℃超临界水中慢应变速率拉伸试验后的标距段表面形貌． ( a) Ar; ( b) 0 μg·kg － 1 溶氧; ( c) 200 μg· kg － 1溶氧; ( d) 2000 μg·kg － 1溶氧 Fig． 9 Surface morphologies in the gauge segment of 06Cr17Ni12Mo2Ti stainless steel after slow strain rate tensile tests in supercritical water at 450 ℃ : ( a) Ar; ( b) 0 μg·kg － 1 dissolved oxygen; ( c) 200 μg·kg － 1 dissolved oxygen; ( d) 2000 μg·kg － 1 dissolved oxygen 图 10 裂纹中的氧化物 Fig． 10 Oxide in a crack 得材料更容易发生塑性变形，降低强度． 从图 7 中可知，对于在 450 ℃ 和 550 ℃ 的超临界 水中而言，随着温度的上升，断后伸长率反而下降． 虽 然温度升高，会增加材料的塑性． 但是，一旦应力腐蚀 裂纹在试样表面形成，由于强度的降低和有效承载面 积的减小，使得裂纹更快的扩展，如图 12 所示． Tey￾sseyre 和 Was［12］提出，随着温度的上升，裂纹扩展速率 增加． 所以由于应力腐蚀的作用使得材料的断后伸长 率下降． 在 650 ℃的超临界水中，材料未发现应力腐蚀开 裂倾向，所以应力腐蚀敏感性的下降可能与强度的降 低有关，最大的可能则是由于材料的断裂机理发生变 化，从沿晶和塑性开裂相结合的应力腐蚀开裂慢慢过 渡到完全的塑性开裂． 3 结论 通过在 450 ～ 650 ℃ 和不同溶解氧含量( 0 /200 / 2000 μg·kg － 1 ) 的超临界水环境中慢应变速率拉伸试 验和试验后试样断口与标距段表面扫描电镜分析，可 以得到以下几个结论: ( 1) 在 450 ℃ 和 550 ℃ 超临界水中，随着溶解氧 含量的增加，06Cr17Ni12Mo2Ti 不锈钢的屈服强度变 化不大，但其抗拉强度和断后伸长率随之下降，并且增 加 了 应 力 腐 蚀 敏 感 性． 在 650 ℃ 超 临 界 水 中， 06Cr17Ni12Mo2Ti 不锈钢的断裂为完全塑性断裂，未 发现应力腐蚀开裂倾向，溶解氧对其影响不明显． ( 2) 在 450 ～ 650 ℃ 超临界水中，随着温度的上 升，材料的断裂从沿晶和塑性断裂过渡到完全塑性断 裂，所以其应力腐蚀敏感性随温度的升高而下降，同时 屈服强度、抗拉强度和断后伸长率都有不同程度的 下降． 参 考 文 献 ［1］ Kataoka K，Shiga S，Moriya K，et al． Progress of development project of supercritical water cooled power reactor / / Proceedings of ICAPP 03，Cordoba，2003: 3258 ［2］ Was G S，Ampornrat P，Gupta G，et al． Corrosion and stress cor￾rosion cracking in supercritical water． J Nucl Mater，2007，371 · 1641 ·