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多噸不銹(xiu)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)于(yu)鉻鎳奧(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼具有(you)面心立方結構的(de)(de)(de)(de)奧(ao)氏體(ti)(ti)組織(zhi)，即使在(zai)堆(dui)內高(gao)中(zhong)(zhong)子通量的(de)(de)(de)(de)作用(yong)(yong)下(xia)，一般也(ye)不(bu)會有(you)脆化(hua)的(de)(de)(de)(de)危險(xian)，因此它們(men)都具有(you)高(gao)的(de)(de)(de)(de)核(he)(he)(he)穩定性；由(you)于(yu)鉻鎳奧(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼又(you)具有(you)優良的(de)(de)(de)(de)耐蝕(shi)性和(he)對(dui)其化(hua)學成分、所(suo)(suo)含雜質的(de)(de)(de)(de)嚴格控制以及(ji)高(gao)表面光潔度等(deng)的(de)(de)(de)(de)要(yao)求(qiu)，在(zai)核(he)(he)(he)反(fan)應(ying)堆(dui)長期運(yun)行過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)，這些不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)產生(sheng)釋放速率也(ye)很低，所(suo)(suo)感(gan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)放射(she)性也(ye)較少；又(you)由(you)于(yu)對(dui)核(he)(he)(he)反(fan)應(ying)堆(dui)用(yong)(yong)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼中(zhong)(zhong)所(suo)(suo)含有(you)的(de)(de)(de)(de)、對(dui)中(zhong)(zhong)子吸(xi)收截面大(da)的(de)(de)(de)(de)鈷(gu)、硼等(deng)元素的(de)(de)(de)(de)嚴格控制，所(suo)(suo)以核(he)(he)(he)反(fan)應(ying)堆(dui)所(suo)(suo)用(yong)(yong)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼也(ye)具備了中(zhong)(zhong)子吸(xi)收截面要(yao)小的(de)(de)(de)(de)條件。

  因(yin)此，核(he)(he)(he)級(ji)(ji)不銹鋼(gang)(gang)(gang)系能(neng)滿(man)足(zu)核(he)(he)(he)反應(ying)堆(dui)對結(jie)構材(cai)料三個(ge)特殊要求的(de)(de)不銹鋼(gang)(gang)(gang)。由于(yu)鉻鎳奧(ao)氏(shi)體不銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)組織結(jie)構和(he)耐蝕性已可(ke)滿(man)足(zu)前兩個(ge)要求，因(yin)此，人們(men)對用(yong)于(yu)核(he)(he)(he)反應(ying)堆(dui)的(de)(de)核(he)(he)(he)級(ji)(ji)不銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)注(zhu)意力(li)就集(ji)中(zhong)在了鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)的(de)(de)鈷、硼等(deng)的(de)(de)元素的(de)(de)含量上(shang)，這也是核(he)(he)(he)級(ji)(ji)鉻鎳奧(ao)氏(shi)體不銹鋼(gang)(gang)(gang)與(yu)非核(he)(he)(he)級(ji)(ji)鉻鎳奧(ao)氏(shi)體不銹鋼(gang)(gang)(gang)最主要和(he)最重要的(de)(de)區(qu)別。

  表(biao)5.14列出了國內(nei)外壓(ya)水核反應堆(dui)內(nei)、外所選用的(de)核級(ji)鉻(ge)鎳奧氏體不銹(xiu)鋼牌號和鋼中(zhong)含(han)鈷量(liang)應控制的(de)極限值(zhi)，對核反應堆(dui)堆(dui)芯(xin)用核級(ji)不銹(xiu)鋼中(zhong)的(de)含(han)硼量(liang)，一般要求應＜0.0015％或＜0.0018％。

  表(biao)5.14 國內外壓水堆(dui)一回路系統用核(he)級不銹鋼牌(pai)號和含鈷量的(de)極限值

  表5.14中所列入(ru)的0Cr18Ni10Ti，除俄(e)羅(luo)斯大(da)量選用外(wai)(wai)，我(wo)國自俄(e)羅(luo)斯引進的核(he)電站壓(ya)水(shui)堆也應用此牌(pai)號，而國內其(qi)他核(he)反應堆和(he)國外(wai)(wai)其(qi)他國家(jia)的核(he)電站壓(ya)水(shui)堆則均選用304NG（控氮0Cr18Ni10）和(he)316NG（控氮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(bu)銹(xiu)鋼和316不(bu)銹(xiu)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(mei)、日各國控(kong)氮(dan) 0Cr18Ni10（304NG）和控(kong)氮(dan)00Cr17Ni12Mo2（316NG）的化學(xue)成分見表5.15。

   控氮0Cr18Ni10(304NG)和控氮00Cr17Ni12Mo2 (316NG)的(de)力學性能分(fen)別列人表(biao)5.16和表(biao)5.17中。

  耐蝕性(xing)和(he)腐蝕產物釋放(fang)速率如下：

   ①. 控(kong)(kong)氮(dan)(dan)0Cr18Ni10（304NG）圖5.23系控(kong)(kong)氮(dan)(dan)0Cr18Ni10（304NG）在300℃高(gao)溫水中(zhong)的(de)耐蝕(shi)性(xing)和腐蝕(shi)產(chan)物釋放(fang)(fang)速(su)率的(de)試驗結果。可以看(kan)出，控(kong)(kong)氮(dan)(dan)0Cr18Ni10（304NG）的(de)腐蝕(shi)率和腐蝕(shi)產(chan)物釋放(fang)(fang)速(su)率均低于0Cr18Ni10Ti（321），這表明控(kong)(kong)氮(dan)(dan) 0Cr18Ni10（304NG）的(de)耐蝕(shi)性(xing)優于0Cr18Ni10Ti。

   一些(xie)試驗還指出(chu)，控(kong)氮0Cr18Ni10（304NG）的(de)耐晶間腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng)良好(hao)，沒有晶間腐(fu)蝕(shi)傾向，而耐點(dian)蝕(shi)和氯(lv)化物應力腐(fu)蝕(shi)的(de)性(xing)(xing)能(neng)則(ze)均優于0Cr18Ni10Ti。表5.18中(zhong)列出(chu)了點(dian)蝕(shi)試驗結果。從表5.18中(zhong)可(ke)(ke)知，控(kong)氮0Cr18Ni10的(de)耐點(dian)蝕(shi)性(xing)(xing)遠(yuan)優于0Cr18Ni10Ti，這與(yu)0Cr18Ni10Ti鋼的(de)鈦可(ke)(ke)形成TiN等(deng)非金屬夾雜物，引(yin)起鋼耐點(dian)蝕(shi)性(xing)(xing)劣化有關。

   表(biao)5.18 控氮0Cr18Ni10（304NG）的(de)耐(nai)點(dian)蝕(shi)性能

   ②. 控(kong)(kong)氮(dan)00Cr17Ni12Mo2（316NG）圖5.24系控(kong)(kong)氮(dan)00Cr17Ni12Mo2（316NG）在高溫水中(zhong)的(de)耐蝕性(xing)（按(an)腐(fu)蝕失重(zhong)計）和(he)腐(fu)蝕產物(wu)(wu)釋放量(liang)的(de)試驗結果。同樣可看出，控(kong)(kong)氮(dan)00Cr17Ni12Mo2（316NG）和(he)腐(fu)蝕產物(wu)(wu)的(de)釋放量(liang)也均較0Cr18Ni10Ti為低。

    一些試(shi)驗還(huan)表明，由于少量的氮(dan)加(jia)入，控氮(dan)00Cr17Ni12Mo2（316NG）的耐晶間腐蝕、耐點蝕和耐應力腐蝕性能也均(jun)優于0Cr18Ni10Ti。