9~12%Cr铁素体-马氏体钢被视为四代铅铋冷却快堆和ADS中堆芯部件的首选结构材料。受限于钢中的Cr含量,在控氧的液态铅铋中合金表面生成的氧化膜致密性不够,基体中的元素易于穿过氧化膜而造成氧化膜的生长速度加快,且致密性较差的氧化膜也易于发生破损和剥落。近期,实验室通过制备超细晶铁素体-马氏体钢,借助超细晶样品中大幅度提高的空位浓度和位错密度、以及增加的晶界数量,显著提高了元素的扩散速率,其中Mn的异常快速扩散促进了富Mn氧化物的形成,稳定性好的富Mn氧化物提高了氧化膜的致密性。650℃空气中预氧化处理20 h后,超细晶样品表面获得致密性良好的富Mn氧化膜,在550℃饱和氧液态铅铋中腐蚀500 h后,预氧化制备氧化膜可有效阻止液态铅铋对实验钢的侵蚀,并抑制了Fe的外扩散。该工作得到了国家自然科学基金、中科院青年创新促进会项目等的支持,相关研究结果已发表:金属学报,75 (2021) 989-999。
超细晶铁素体-马氏体钢预氧化处理后表面形成氧化膜以及在液态Pb-Bi中的腐蚀行为