316NG控氮奥氏体不锈钢具有较好的耐蚀性

堪萨斯州狼溪核电站工作人员杰里米·麦克尼夫（Jeremy McNeive）于2018年8月3日介绍说，研究中发现，氮在不锈钢中可作为固溶强化元素提高奥氏体不锈钢的强度，但并不显著损害钢的塑性和韧性；同时，氮还可提高钢的耐腐蚀性能，特别是耐局部腐蚀，比如耐晶间腐蚀，点腐蚀和缝隙腐蚀等。

在此认识基础上，通用电气于1982年年最先开发了 304NG和316NG(NG代表核级）超低碳控氮奥氏体不锈钢

即在超低碳（C彡0. 02%〜0. 03% )铬镍奥氏体不锈钢中加入0. 05%〜0. 10%氮，此类控氮奥氏体不锈钢既具有标准304和316不锈钢的强度水平又具有超低碳奥氏体不锈钢304L和316L的耐晶间腐蚀能力。

超低碳控氮奥氏体不锈钢先后成功应用于沸水堆和压水堆。目前，核电技术比较先进的日本和法国也都将超低碳控氮奥氏体不锈钢材料用于压水堆主管道、堆内结构材料（法兰、堆内各种支撑件等）等关键部件。

反应堆主管道是一回路冷却剂循环的主要通道，是冷却剂压力边界，承担着容纳冷却剂和传输热量的核心功能，而且承受着高温、高压、高流速水的腐蚀作用。因此，材料的耐蚀性是主管道材料应用性能的主要评价指标之一。

通用电气实验室发明的控氮00Cr17Ni12Mo2不锈钢（316NG不锈钢），是新一代主管道用材。

316NG不锈钢添加了钼和氮元素，大大提高了材料的抗氯离子腐蚀能力，降低了点蚀和应力腐蚀开裂敏感性，具有强度高、塑韧性好、综合性能优异等特点。

316NG材料在高纯水环境中长时间的腐蚀行为。

材料取自316NG不锈钢主管道直管段，试样尺寸为30mm×20mm×3mm，两端各有一个Φ3mm的挂样孔。试验采用4L静态高压釜，试验温度（300±3）℃、饱和蒸气压，腐蚀环境为除氧高纯水，腐蚀周期分别为168,500,1000，2000，3000h。

依次采用120～600号的水磨砂纸打磨试样，去掉原始金属表面；然后对试样进行清洗、干燥，称量，测量尺寸，记录数据；试样放入高压釜中，倒入高纯水2500mL，关釜，升温，当温度升至114℃时，除氧，然后设定温度为300℃，继续升温，达到设定温度后计时。

腐蚀试验结束后取出试样，清洗、脱水、干燥、称量，待脱模使用；更换溶液，清洁高压釜内壁，放入其余试样，重新升温、除氧，开始下一周期试验。

随着复试时间的延长，316NG不锈钢的平均腐蚀速率急剧下降。这是因为在腐蚀初期，氧化膜的生长受金属的氧化反应控制，导致短时间内由腐蚀产生的质量损失增大；随着腐蚀时间的延长，铁、铬和镍等金属离子向外扩散和氧发生反应，在表面形成铁铬镍的氧化物，阻碍了金属基体与氧接触而发生进一步的腐蚀反应，因此腐蚀速率明显减小。

316NG不锈钢在高纯水环境中的平均腐蚀速率为0.05mm/a，随着腐蚀时间延长，其平均腐蚀速率急剧下降。

316NG不锈钢腐蚀产物的晶粒细小致密，尺寸约为0.5μm，均匀分布在整个基体表面，腐蚀产物主要以耐蚀性强的Fe3O4、NiFe2O4、FeCr2O4、镍和铬氧化物及氢氧化物等形式存在；腐蚀产物中的（铬+镍）与铁的原子比大于基体中的，说明腐蚀产物主要为富铬镍而贫铁的氧化物，具有较好的耐蚀性。

结尾部分：

摘要： 316NG控氮奥氏体不锈钢具有较好的耐蚀性

作者：朱川