目前，國內外核電廠和核動力艦船用的核反應堆，主要堆型是以高溫（280～350℃）和高壓（80～185atm，水為工作介質的壓水堆和沸水堆，由于這些核反應堆對結構材料的特殊要求，即核穩定性要高；感生放射性要低；中子吸收截面要小。因此，與核反應堆工作介質相接觸一回路系統的設備、構件和管線等均選用鉻鎳奧氏體不銹鋼和具有奧氏體組織的少量高鎳耐蝕合金。據統計，一座100萬千瓦的大型壓水堆核電廠，核反應堆本體、堆內構件、主管道和蒸發器等便需2000多噸不(bu)銹鋼管、棒、板材和鍛件，但還不包括為了承受核反應堆內的高壓，而采用的低合金高強度鋼壓力殼內側所堆焊的大量用于耐高溫水腐蝕的鉻鎳奧氏體不銹鋼。人們常說核反應堆是用不銹鋼“堆”出來的，一點也不夸大。

  由(you)(you)于(yu)鉻鎳奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)具(ju)有面心立方結構的(de)(de)(de)(de)奧氏(shi)體組織，即使在堆(dui)內高中(zhong)子通(tong)量(liang)的(de)(de)(de)(de)作用(yong)下，一(yi)般也(ye)不(bu)會有脆(cui)化的(de)(de)(de)(de)危(wei)險，因(yin)此它(ta)們都具(ju)有高的(de)(de)(de)(de)核(he)穩定(ding)性；由(you)(you)于(yu)鉻鎳奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)又具(ju)有優(you)良的(de)(de)(de)(de)耐蝕(shi)(shi)性和對(dui)其化學(xue)成(cheng)分、所(suo)(suo)含雜質的(de)(de)(de)(de)嚴格控制以(yi)及高表面光潔度等的(de)(de)(de)(de)要求，在核(he)反(fan)應堆(dui)長期運行過(guo)程中(zhong)，這些不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)(shi)產生釋放速率也(ye)很低(di)，所(suo)(suo)感生的(de)(de)(de)(de)放射(she)性也(ye)較少；又由(you)(you)于(yu)對(dui)核(he)反(fan)應堆(dui)用(yong)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)所(suo)(suo)含有的(de)(de)(de)(de)、對(dui)中(zhong)子吸收(shou)截面大的(de)(de)(de)(de)鈷、硼等元(yuan)素(su)的(de)(de)(de)(de)嚴格控制，所(suo)(suo)以(yi)核(he)反(fan)應堆(dui)所(suo)(suo)用(yong)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)也(ye)具(ju)備了中(zhong)子吸收(shou)截面要小的(de)(de)(de)(de)條件。

  因此(ci)，核級(ji)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)系能滿(man)足核反應堆(dui)對結構材(cai)料三個(ge)特殊要(yao)(yao)求的(de)(de)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)。由于(yu)鉻鎳奧氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)組織(zhi)結構和(he)耐蝕性已可滿(man)足前兩個(ge)要(yao)(yao)求，因此(ci)，人們對用于(yu)核反應堆(dui)的(de)(de)核級(ji)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)注意力就集(ji)中(zhong)在了鋼(gang)(gang)中(zhong)的(de)(de)鈷、硼等的(de)(de)元素的(de)(de)含(han)量上，這也是核級(ji)鉻鎳奧氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)與非核級(ji)鉻鎳奧氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)最主要(yao)(yao)和(he)最重要(yao)(yao)的(de)(de)區別。

  表5.14列出(chu)了國內外壓水核(he)反應(ying)堆(dui)內、外所(suo)選用的核(he)級鉻鎳奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)牌號和鋼(gang)(gang)中含鈷(gu)量應(ying)控(kong)制的極限值，對(dui)核(he)反應(ying)堆(dui)堆(dui)芯用核(he)級不(bu)銹鋼(gang)(gang)中的含硼(peng)量，一般(ban)要求(qiu)應(ying)＜0.0015％或＜0.0018％。

  表5.14 國內外壓水堆(dui)一回(hui)路(lu)系統用核(he)級不銹(xiu)鋼牌號(hao)和含鈷量的極限值

  表(biao)5.14中所列(lie)入的(de)0Cr18Ni10Ti，除俄羅(luo)(luo)斯大量選用外(wai)，我(wo)國(guo)(guo)自俄羅(luo)(luo)斯引進的(de)核(he)電(dian)站壓水堆也應用此牌號，而國(guo)(guo)內其(qi)他核(he)反(fan)應堆和(he)國(guo)(guo)外(wai)其(qi)他國(guo)(guo)家的(de)核(he)電(dian)站壓水堆則均選用304NG（控(kong)氮0Cr18Ni10）和(he)316NG（控(kong)氮00Cr17Ni12Mo2）。

  開發304NG（控氮0Cr18Ni10）和316NG（控氮00Cr17Ni12Mo2）的依據：國外曾發生輕水核反應堆（包括壓水堆和沸水堆）用的304不銹鋼和316不銹鋼構件產生的晶間腐蝕斷裂事故。為了提高鋼的耐晶間腐蝕和耐晶間應力腐蝕的性能，需降低鋼中的C量≤0.03％（法國降到≤0.035％）；為了彌補降碳而導致的304和316鋼的強度的下降，可借加入氮，通過其固溶強化來彌補，但為了防止加氮過高，又需作為新牌號重新申請并得到批準才能進入實際工程應用的麻煩，選擇了將氮量控制在現行304和316所允許的氮量范圍（≤0.10％）0，開發了304NG（控氮0Cr18Ni10）和316NG（控氮00Cr17Ni12Mo2）。

  中、法、美、日各國(guo)控氮 0Cr18Ni10（304NG）和控氮00Cr17Ni12Mo2（316NG）的(de)化學成分(fen)見表5.15。

   控氮0Cr18Ni10(304NG)和控氮00Cr17Ni12Mo2 (316NG)的力學性(xing)能分別(bie)列人表5.16和表5.17中。

  耐蝕(shi)性和腐蝕(shi)產(chan)物釋放(fang)速率(lv)如下：

   ①. 控(kong)氮(dan)0Cr18Ni10（304NG）圖5.23系控(kong)氮(dan)0Cr18Ni10（304NG）在(zai)300℃高溫(wen)水(shui)中的(de)(de)耐蝕性和腐(fu)蝕產物釋放(fang)速(su)率的(de)(de)試驗結果。可(ke)以看出(chu)，控(kong)氮(dan)0Cr18Ni10（304NG）的(de)(de)腐(fu)蝕率和腐(fu)蝕產物釋放(fang)速(su)率均低(di)于0Cr18Ni10Ti（321），這(zhe)表明(ming)控(kong)氮(dan) 0Cr18Ni10（304NG）的(de)(de)耐蝕性優于0Cr18Ni10Ti。

   一些試驗還指出，控氮0Cr18Ni10（304NG）的(de)耐(nai)晶(jing)間腐蝕(shi)性(xing)能良好(hao)，沒有晶(jing)間腐蝕(shi)傾(qing)向，而耐(nai)點(dian)蝕(shi)和氯化(hua)物應力腐蝕(shi)的(de)性(xing)能則均優于0Cr18Ni10Ti。表(biao)5.18中列(lie)出了(le)點(dian)蝕(shi)試驗結果。從表(biao)5.18中可(ke)知，控氮0Cr18Ni10的(de)耐(nai)點(dian)蝕(shi)性(xing)遠優于0Cr18Ni10Ti，這與0Cr18Ni10Ti鋼的(de)鈦可(ke)形成TiN等非金屬夾雜物，引起鋼耐(nai)點(dian)蝕(shi)性(xing)劣化(hua)有關(guan)。

   表(biao)5.18 控氮0Cr18Ni10（304NG）的耐點蝕(shi)性能

   ②. 控氮(dan)00Cr17Ni12Mo2（316NG）圖5.24系控氮(dan)00Cr17Ni12Mo2（316NG）在(zai)高溫水中(zhong)的耐蝕(shi)(shi)性（按腐蝕(shi)(shi)失重計）和(he)腐蝕(shi)(shi)產物釋(shi)放(fang)量的試驗結果。同樣(yang)可看出(chu)，控氮(dan)00Cr17Ni12Mo2（316NG）和(he)腐蝕(shi)(shi)產物的釋(shi)放(fang)量也(ye)均較(jiao)0Cr18Ni10Ti為低(di)。

    一些試驗還表明(ming)，由(you)于(yu)少量的氮加(jia)入，控氮00Cr17Ni12Mo2（316NG）的耐晶間腐蝕、耐點蝕和耐應力腐蝕性能也均優(you)于(yu)0Cr18Ni10Ti。