西安交大：核电关键结构材料环境损伤领域获进展！

来源：材料科学与工程

应力腐蚀开裂是材料在腐蚀环境和载荷交互作用下发生的一种脆性失效行为，是核电结构材料的一种主要环境失效方式，值得重点关注。

日前，西安交通大学的科研人员与密歇根大学核工程系，共同系统研究了退火处理对堆内构件不锈钢应力腐蚀裂纹扩展行为的影响。研究发现，虽然退火处理可以使中子辐照材料的损伤缺陷以及力学性能得到明显回复，但是材料的裂纹扩展速度在氧化性水环境中并没有明显变化，而只有在还原性水环境中才会随着退火程度的增加而降低。分析表明晶界Si元素的偏析程度是影响材料应力腐蚀裂纹扩展敏感性和环境敏感性的关键因素。这项工作对理解辐照加速应力腐蚀开裂的机制以及核电站的老化延寿具有重要指导意义。

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在另一项工作中，研究人员采用慢应变速率拉伸的方法研究了压水堆电站中传热管材镍基690合金的应力腐蚀裂纹起始过程。发现主要分为三个阶段：1、铬沿晶界扩散至表面发生氧化晶界，晶界发生迁移；2、表面氧化膜在动态应变作用下发生破裂，氧向晶界或晶界迁移区扩散导致择优氧化；3、晶间择优氧化导致晶界强度降低，裂纹逐渐在氧化物内萌生。这项工作第一次系统地解析了690合金应力腐蚀裂纹萌生的整个过程，为今后建立该合金的寿命预测模型奠定了基础。

以上两项工作发表在腐蚀领域著名期刊Corrosion Science（IF：6.355）上。西安交通大学匡文军教授为第一作者和通讯作者，第一通讯单位为西安交通大学材料学院金属材料强度国家重点实验室微纳中心。合作者是美国密歇根大学核工程系的Gary Was教授，Justin Hesterberg博士参与其中部分工作。

文章链接：

https://doi.org/10.1016/j.corsci.2019.108183

https://doi.org/10.1016/j.corsci.2019.108243

匡文军，2011年12月获中科院金属研究所博士学位。2012年2月至2013年2月，担任美国宾夕法尼亚州立大学博士后；2013年2月至2015年9月，担任美国密歇根大学博士后，2015年9月至2018年5月，美国密歇根大学助理研究员。2018年5月至今为西安交通大学材料学院教授。主要从事核电结构材料的环境失效研究工作。荣誉称号：2018年国家技术发明二等奖；2016年中国核能行业协会技术发明一等奖；2016年国家级人才计划入选者。 至今共发表论文20篇，其中以第一/通讯作者发表SCI论文18篇，包括Corrosion Science 12篇、 Acta Mater 1篇、ElectrochimicaActa 2篇。