金属学报

作者：吴炀, 谢昂, 陈胜虎, 姜海昌, 戎利建

单位：1 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；2 中国科学技术大学 材料科学与工程学院 沈阳 110016

关键词：含Nb奥氏体不锈钢,初生NbC,Pb-Bi腐蚀,氧化机制,

基金：国家自然科学基金项目(51871218);中核集团领创科研项目

新型Nb稳定化奥氏体钢被视为铅冷快堆的候选结构材料，在制备或服役过程中会产生初生或二次NbC，NbC在液态铅铋中的腐蚀行为及其对材料耐腐蚀性能的影响目前尚不明确。采用SEM、EPMA、XRD、TEM等手段研究了一种含Nb奥氏体不锈钢分别在550和600 ℃静态饱和氧液态Pb-Bi共晶(LBE)中的腐蚀性能，重点考察了腐蚀过程中初生NbC的演化行为及其对氧化层形成的影响。结果表明，550 ℃下初生NbC的氧化倾向与其在样品中的分布位置有关，位于样品原始表面的NbC易发生氧化，而位于样品内部的NbC则不会发生氧化，这是由于内氧化层中的氧分压尚未达到NbC氧化所需的平衡氧分压。温度提高至600 ℃后，氧分压达到了NbC氧化的平衡氧分压，位于样品原始表面以及样品内部的NbC均会发生氧化。NbC氧化成Nb2O5的Pilling-Bedworth比(PBR)大于2，对周边区域的氧化层产生较大的压应力，导致氧化态NbC周围氧化层中产生微裂纹。同时，NbC氧化伴随着CO2气体的产生，位于样品内部的NbC氧化产生的CO2降低了氧化层致密性，使得氧化层的生长速率加快。

来源：2025年第2期

《金属学报》期刊编辑部

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