金属学报

作者：付海阳, 张家榕, 李尧志, 王旗涛, 李新乐, 严伟, 单以银, 李艳芬

单位：1 中国科学院金属研究所 师昌绪先进材料创新中心 沈阳 110016；2 中国科学技术大学 材料科学与工程学院 沈阳 110016；3 中国科学院金属研究所 中国科学院核用材料与安全评价重点实验室 沈阳 110016

关键词：低活化ODS钢,高温高压水,腐蚀,氧化膜,

基金：国家自然科学基金项目(51971217);国家磁约束核聚变能发展研究专项项目(2019YFE03130000);中国科学院战略先导科技专项项目(XDA0410000)

为了探究低活化9Cr氧化物弥散(9Cr-ODS)钢在设计服役环境下的氧化行为及机理，通过模拟聚变堆高温高压循环水腐蚀实验，研究了其在聚变堆设计冷却水中的腐蚀行为，并与中国低活化马氏体(CLAM)钢进行对比，阐释了腐蚀过程中表面及截面微观结构的演化和氧化产物的形成与转变过程。结果表明，在325 ℃、15.5 MPa的静态高温高压水和动态高温高压水(温度25 ℃、压力15.5 MPa、流速5 mL/min)中，9Cr-ODS钢的腐蚀增重和氧化膜厚度均比CLAM钢低。在静态水中腐蚀时，2种材料的腐蚀产物均为外层为颗粒状的Fe3O4、内层为连续的富Cr、Fe 的尖晶石的双层结构；随腐蚀时间从200 h增加至1000 h，氧化物颗粒尺寸和氧化膜厚度逐渐增加；然而在动态水中，2种钢的腐蚀增重及氧化膜厚度反而降低，其中CLAM钢外层氧化物的种类保持不变，但9Cr-ODS钢中除Fe3O4外还有少量Fe2O3生成。在相同腐蚀条件下，弥散的纳米氧化物、细化的晶粒以及较高的基体O含量对ODS钢耐腐蚀性能产生了积极作用，促进了保护性氧化膜内层的形成，同时也降低了腐蚀增重速率，使得9Cr-ODS钢具有比CLAM钢更优异的耐腐蚀性能。

来源：2025年第9期

《金属学报》期刊编辑部

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