ODS鋼研究進展及其在核電領域的應用現狀

陳禹希，陳東旭，張峻巍

(1.遼寧科技大學激光先進制造技術研發中心，遼寧鞍山114051;2.遼寧科技大學材料與冶金學院，遼寧鞍山114051)

核能作為一種高效、清潔并且穩定的能源，對于解決能源危機和改善環境污染等問題意義重大，已成為當前主要的可靠能源之一.核電運行環境十分苛刻，其核心構件都是在高溫及高壓的環境下運行，如常見的壓水堆(pressure water reactor，PWR)和超臨界水堆(supercritical watercooled reactor，SCWR)等，其工作溫度高達280～650℃，壓力最高可約達25 MPa，同時還有強烈的中子輻照、氘氚聚變反應的離子輻照和H+/He+輻照等［1－3］，如此苛刻的環境會對核電材料的服役性能產生重大影響.而核電材料在服役過程中的失效損傷是影響核電站安全性、可靠性和經濟性的關鍵問題之一.可以說，核電材料服役過程中的環境損傷問題嚴重影響著核電的發展，已經受到了學者們越來越多的關注.目前，關于核電關鍵部位材料的開發和選用是核電系統及相關研究人員主要關注的問題之一.

氧化物彌散強化鋼(oxide dispersion strengthened steel，ODS鋼)，具有優異的力學性能，其原理是通過大量納米尺寸的氧化物彌散強化相對基體中的位錯和晶界進行釘扎來減少晶界的滑移，從而起到強化的作用.另一方面，ODS鋼中存在大量彌散分布的氧化物強化相，這些強化相具有優異的高溫穩定性，可以在大量的離子及中子輻照環境下長期保持較高的性能.鑒于其優異的力學性能、高溫穩定性及抗輻照性能，ODS鋼有望作為第四代核反應堆的第一壁包殼……