合金材料在核電站中使用非常廣泛，在很多合金材料都在核電項(xiàng)目中使用，由于核電具有新的熱傳導(dǎo)條件及特殊的環(huán)境條件，如輻照或冷卻劑腐蝕等，要求所用合金材料必須能適合這些應(yīng)用條件；強(qiáng)調(diào)合金材料的另一原因是，核電站系統(tǒng)比常規(guī)電站有更高的安全要求。
合金材料在壓水堆核島中，主要設(shè)備除反應(yīng)堆及壓力容器外，還有蒸汽發(fā)生器、反應(yīng)堆冷卻劑主泵機(jī)組、穩(wěn)壓器及主管道等。由于這些合金材料部件在核島內(nèi)的位置、作用和工況不同，故合金材料的使用要求和環(huán)境條件也不盡相同，不同程度地存在輻照或酸腐蝕等；不僅要考慮常規(guī)的一些要求，如強(qiáng)度、韌性、焊接性能和冷熱加工性能，而且須考慮輻照帶來(lái)的組織、性能、尺寸等變化，如晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕、低應(yīng)力脆斷、合金材料間的相容性、與介質(zhì)的相容性以及經(jīng)濟(jì)可行性等。
為便于從它們的服役特點(diǎn)中理解每個(gè)合金材料部件的功能、選擇依據(jù)，下面將壓水反應(yīng)堆核島內(nèi)重要金屬部件的工況、要求以及它們的所用合金材料體系簡(jiǎn)述如下。
合金材料包殼是指裝載燃料芯體的密封外殼。其作用是防止裂變產(chǎn)物逸出和避免燃料受冷卻劑的腐蝕以及有效地導(dǎo)出熱能，在長(zhǎng)期運(yùn)行的條件下不使放射性裂變物逸出。核電站設(shè)備主要金屬材料，合金材料最為苛刻內(nèi)受裂變產(chǎn)物、外受冷卻劑腐蝕和溫度、壓力的作用，并受到強(qiáng)烈的中子輻射和冷卻劑的沖刷、振動(dòng)以及內(nèi)應(yīng)力、熱循環(huán)(開(kāi)、停堆時(shí))應(yīng)力和燃料腫脹等作用。
因而，包殼合金材料應(yīng)有以下性能：熱中子吸收截面小、感生放射性小、半衰期短、強(qiáng)度高、塑韌性好、抗腐蝕性強(qiáng)、對(duì)晶間應(yīng)力腐蝕和吸氫不敏感；熱強(qiáng)性能、熱穩(wěn)定性和抗輻照性能好；導(dǎo)熱率高、熱膨脹系數(shù)小，與燃料和冷卻劑相容性好；易于加工、便于焊接和成本低。
適宜作為包殼的合金材料主要有鋁及鋁合金材料、鎂合金材料、鋯合金材料和奧氏體不銹鋼以及高密度熱解碳。在壓水堆中，主要采用了鋯合金材料。這是因?yàn)槠錈嶂凶游战孛嫘?、?dǎo)熱率高、力學(xué)性能好，具有良好的加工性能以及與二氧化鈾有較好的相容性，尤其對(duì)合金材料高溫水及水蒸汽也有良好的抗腐蝕性和熱強(qiáng)性。
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