钠冷快堆是四代核电的重要堆型,其堆容器由不同奥氏体不锈钢部件焊接而成,为降低焊接过程中的热裂倾向,一般要求焊缝内保留少量δ铁素体,在快堆运行过程中,堆内结构材料长期处于高温环境下,焊缝内δ铁素体将发生分解而恶化焊缝韧塑性,目前对于焊缝内δ铁素体高温分解机制及其对性能影响尚不明确,为保证快堆运行的安全可靠性,有必要对其进行系统研究。重点实验室核用焊接材料研究组在开放课题(2019NMSAKF04)的支持下,在成功开发钠冷快堆用奥氏体不锈钢焊材ER316H(KD)的基础上,研究了不同C含量ER316H(KD)奥氏体不锈钢焊材熔敷金属内δ铁素体高温分解机制及其对性能影响。发现:在550℃长期时效过程中,由于C的扩散速度较快导致M23C6碳化物在δ铁素体内快速析出,一旦C被耗尽,依靠Cr和Mo扩散形成速度较慢的σ相开始通过共析反应(δ→σ+γ)形成;C含量增加将促进M23C6形成而抑制σ相形成,因此时效过程中高C熔敷金属内δ铁素体转变速率较快,当时效时间过长时,将发生M23C6向σ相的转变,导致M23C6含量降低,σ相含量增加;时效过程中组织变化将引起力学性能的变化,对于低C熔敷金属,随着时效时间增加,首先形成细小的M23C6相,之后M23C6粗化,最后σ相形成,导致强度先增加,后降低,之后再次增加,对于高C熔敷金属,随着时效时间增加,大量M23C6形成导致固溶C含量降低及随后M23C6的粗化过程均会导致强度降低,此外时效过程中M23C6和σ相的形成和粗化均会恶化韧性和塑性。相关研究结果已发表于:Journal of Materials Science & Technology, 57, 2020, 33-42。