工程科学学报，第37卷，第11期：1456-1462,2015年11月 Chinese Journal of Engineering,Vol.37,No.11:1456-1462,November 2015 D0l:10.13374/j.issn2095-9389.2015.11.010:http://journals..ustb.edu.cn 溶解氧和温度对06Cr17Ni12Mo2Ti不锈钢在超临界水 中应力腐蚀的影响 陆 辉”，沈朝”，张乐福，唐睿”，张强 1)上海交通大学核科学与工程学院，上海2002402)中国核动力研究设计院，成都610041 ☒通信作者，E-mail:Ifzhang@sjtu.edu.cn 摘要通过慢应变速率拉伸试验，在超临界水环境中研究了溶解氧和温度对06Cl7Ni12M2Ti不锈钢的应力腐蚀开裂倾 向的影响规律.试验结果表明：在含不同溶解氧量(0200/2000μg·kg)的450℃和550℃超临界水环境中，不锈钢都呈现 出不同程度的应力腐蚀开裂倾向.随着水中溶解氧含量的增加，不锈钢的应力腐蚀开裂倾向更为明显.随着温度的上升，应 力腐蚀开裂倾向反而会下降.在含不同溶解氧量(0/200/2000μgkg)的650℃超临界水环境中，不锈钢只发生塑性断裂， 未发现应力腐蚀开裂倾向，并且溶解氧对其影响也不是很明显. 关键词超临界水：奥氏体不锈钢：应力腐蚀开裂：慢应变速率试验：拉伸试验 分类号TG142.71:TL341 Effects of dissolved oxygen and temperature on the stress corrosion of 06Cr17Nil2Mo2Ti stainless steel in supercritical water LUH,SHEN Zhao”,ZHANG Le-fu'回，TANG RL2,ZHANG Qiang》 1)School of Nuclear Science and Engineering,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200240,China 2)Nuclear Power Institute of China,Chengdu 610041,China Corresponding author,E-mail:Ifzhang@sjtu.edu.cn ABSTRACT The effects of dissolved oxygen (DO)and temperature on the stress corrosion cracking (SCC)of 06Cr17Nil2Mo2Ti stainless steel (SS)in supercritical water environments were investigated by slow strain rate tensile tests (SSRT).It is found that the SCC susceptibility of the stainless steel is observed in 450 C and 550 C supercritical water environments containing different amounts of dissolved oxygen (0/200/2000 ugkg).The effect of dissolved oxygen on the SCC susceptibility is more remarkable with increas- ing amount of dissolved oxygen.However,the SCC susceptibility decreases with the increase of temperature.In 650 C supercritical water environments containing different amounts of dissolved oxygen (0/200/2000 ugkg),ductile fracture can be found,but the SCC susceptibility is not observed.In these environments,the effect of DO is negligible. KEY WORDS supercritical water:austenitic stainless steel:stress corrosion cracking:slow strain rate testing;tensile testing 第四代概念堆型超临界水冷堆(supercritical water焓态，并且出口温度被提高至550℃，压力提高到25 cooled reactor,SCWR)由于具有高热效率、没有蒸汽发MPa,其热效率从目前的第二代轻水堆的33%提高到 生器和汽水分离器的简单反应堆设计等优点，被认为40%以上.但是，在超临界水冷堆中，冷却剂对反应堆 是最有前景的候选堆型之一”.超临界水冷堆运行在 材料有很强的腐蚀性回，所以在选择堆芯结构材料时， 水的临界点(374℃，22.1MPa)之上，冷却剂为单相高 需要重点关注材料的抗应力腐蚀性能B- 收稿日期：2014-07-26 基金项目：国家重点基础研究发展计划资助项目(2007CB209800)工程科学学报，第 37 卷，第 11 期: 1456--1462，2015 年 11 月 Chinese Journal of Engineering，Vol． 37，No． 11: 1456--1462，November 2015 DOI: 10． 13374 /j． issn2095--9389． 2015． 11． 010; http: / /journals． ustb． edu． cn 溶解氧和温度对 06Cr17Ni12Mo2Ti 不锈钢在超临界水 中应力腐蚀的影响 陆 辉1) ，沈 朝1) ，张乐福1) ，唐 睿2) ，张 强2) 1) 上海交通大学核科学与工程学院，上海 200240 2) 中国核动力研究设计院，成都 610041  通信作者，E-mail: lfzhang@ sjtu． edu． cn 摘 要 通过慢应变速率拉伸试验，在超临界水环境中研究了溶解氧和温度对 06Cr17Ni12Mo2Ti 不锈钢的应力腐蚀开裂倾 向的影响规律． 试验结果表明: 在含不同溶解氧量( 0 /200 /2000 μg·kg － 1 ) 的 450 ℃和 550 ℃ 超临界水环境中，不锈钢都呈现 出不同程度的应力腐蚀开裂倾向． 随着水中溶解氧含量的增加，不锈钢的应力腐蚀开裂倾向更为明显． 随着温度的上升，应 力腐蚀开裂倾向反而会下降． 在含不同溶解氧量( 0 /200 /2000 μg·kg － 1 ) 的 650 ℃ 超临界水环境中，不锈钢只发生塑性断裂， 未发现应力腐蚀开裂倾向，并且溶解氧对其影响也不是很明显． 关键词 超临界水; 奥氏体不锈钢; 应力腐蚀开裂; 慢应变速率试验; 拉伸试验 分类号 TG142. 71; TL341 Effects of dissolved oxygen and temperature on the stress corrosion of 06Cr17Ni12Mo2Ti stainless steel in supercritical water LU Hui1) ，SHEN Zhao1) ，ZHANG Le-fu1)  ，TANG Ｒui2) ，ZHANG Qiang2) 1) School of Nuclear Science and Engineering，Shanghai Jiao Tong University，Shanghai 200240，China 2) Nuclear Power Institute of China，Chengdu 610041，China  Corresponding author，E-mail: lfzhang@ sjtu． edu． cn ABSTＲACT The effects of dissolved oxygen ( DO) and temperature on the stress corrosion cracking ( SCC) of 06Cr17Ni12Mo2Ti stainless steel ( SS) in supercritical water environments were investigated by slow strain rate tensile tests ( SSＲT) ． It is found that the SCC susceptibility of the stainless steel is observed in 450 ℃ and 550 ℃ supercritical water environments containing different amounts of dissolved oxygen ( 0 /200 /2000 μg·kg － 1 ) ． The effect of dissolved oxygen on the SCC susceptibility is more remarkable with increas￾ing amount of dissolved oxygen． However，the SCC susceptibility decreases with the increase of temperature． In 650 ℃ supercritical water environments containing different amounts of dissolved oxygen ( 0 /200 /2000 μg·kg － 1 ) ，ductile fracture can be found，but the SCC susceptibility is not observed． In these environments，the effect of DO is negligible． KEY WOＲDS supercritical water; austenitic stainless steel; stress corrosion cracking; slow strain rate testing; tensile testing 收稿日期: 2014--07--26 基金项目: 国家重点基础研究发展计划资助项目( 2007CB209800) 第四代概念堆型超临界水冷堆( supercritical water cooled reactor，SCWＲ) 由于具有高热效率、没有蒸汽发 生器和汽水分离器的简单反应堆设计等优点，被认为 是最有前景的候选堆型之一［1］． 超临界水冷堆运行在 水的临界点( 374 ℃，22. 1 MPa) 之上，冷却剂为单相高 焓态，并且出口温度被提高至 550 ℃，压力提高到 25 MPa，其热效率从目前的第二代轻水堆的 33% 提高到 40% 以上． 但是，在超临界水冷堆中，冷却剂对反应堆 材料有很强的腐蚀性［2］，所以在选择堆芯结构材料时， 需要重点关注材料的抗应力腐蚀性能［3-- － 4］．