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(gang)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(shi)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(ge)鎳奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)具有(you)(you)(you)面心立(li)方結構的(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)組織，即使(shi)在堆(dui)內高(gao)中(zhong)子(zi)(zi)通量的(de)作用(yong)下，一般也(ye)(ye)不(bu)(bu)(bu)(bu)會有(you)(you)(you)脆化的(de)危險，因此它們(men)都具有(you)(you)(you)高(gao)的(de)核(he)(he)穩定性；由(you)于(yu)鉻(ge)鎳奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)又具有(you)(you)(you)優良(liang)的(de)耐(nai)蝕性和對(dui)其(qi)化學成分、所(suo)含雜質的(de)嚴(yan)格控制(zhi)以及高(gao)表面光潔度等的(de)要(yao)求(qiu)，在核(he)(he)反應(ying)(ying)堆(dui)長期運(yun)行過程(cheng)中(zhong)，這些不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)腐蝕產生(sheng)釋放(fang)(fang)速率也(ye)(ye)很低，所(suo)感生(sheng)的(de)放(fang)(fang)射性也(ye)(ye)較(jiao)少(shao)；又由(you)于(yu)對(dui)核(he)(he)反應(ying)(ying)堆(dui)用(yong)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)中(zhong)所(suo)含有(you)(you)(you)的(de)、對(dui)中(zhong)子(zi)(zi)吸收截面大的(de)鈷、硼(peng)等元素的(de)嚴(yan)格控制(zhi)，所(suo)以核(he)(he)反應(ying)(ying)堆(dui)所(suo)用(yong)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)也(ye)(ye)具備了(le)中(zhong)子(zi)(zi)吸收截面要(yao)小的(de)條件。

  因(yin)此，核(he)級不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)系(xi)能滿足核(he)反應堆對結構材料三個特殊要求(qiu)的(de)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)。由(you)于鉻(ge)鎳奧(ao)氏(shi)體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)組織結構和(he)耐蝕性已可滿足前兩個要求(qiu)，因(yin)此，人們對用于核(he)反應堆的(de)核(he)級不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)注意(yi)力(li)就集(ji)中在了鋼(gang)中的(de)鈷、硼等(deng)的(de)元素的(de)含量上，這也是核(he)級鉻(ge)鎳奧(ao)氏(shi)體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)與非核(he)級鉻(ge)鎳奧(ao)氏(shi)體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)最主(zhu)要和(he)最重(zhong)要的(de)區別。

  表5.14列出了國內(nei)(nei)外壓(ya)水核(he)(he)反應(ying)堆內(nei)(nei)、外所選用(yong)的核(he)(he)級(ji)鉻鎳奧氏體不銹鋼牌號和鋼中(zhong)含(han)鈷量應(ying)控制(zhi)的極限(xian)值，對核(he)(he)反應(ying)堆堆芯用(yong)核(he)(he)級(ji)不銹鋼中(zhong)的含(han)硼量，一般要求應(ying)＜0.0015％或＜0.0018％。

  表5.14 國(guo)內(nei)外(wai)壓水堆一回路(lu)系統用核級(ji)不銹鋼牌號和含鈷(gu)量的極限值

  表5.14中(zhong)所列入的(de)0Cr18Ni10Ti，除俄羅斯(si)大量選用外(wai)，我國(guo)自(zi)俄羅斯(si)引進的(de)核(he)電站壓水(shui)堆也應(ying)用此(ci)牌(pai)號，而國(guo)內其他核(he)反應(ying)堆和國(guo)外(wai)其他國(guo)家的(de)核(he)電站壓水(shui)堆則均選用304NG（控氮0Cr18Ni10）和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)銹鋼和316不(bu)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(fa)、美、日(ri)各國控氮 0Cr18Ni10（304NG）和(he)控氮00Cr17Ni12Mo2（316NG）的化學成分見表5.15。

   控(kong)氮0Cr18Ni10(304NG)和(he)控(kong)氮00Cr17Ni12Mo2 (316NG)的力(li)學性能分(fen)別列(lie)人表(biao)5.16和(he)表(biao)5.17中。

  耐蝕性和腐蝕產(chan)物釋(shi)放(fang)速率如下：

   ①. 控(kong)(kong)氮0Cr18Ni10（304NG）圖5.23系控(kong)(kong)氮0Cr18Ni10（304NG）在300℃高溫(wen)水中(zhong)的耐蝕性和腐(fu)蝕產物(wu)釋放(fang)速(su)率(lv)的試(shi)驗結(jie)果。可以看出，控(kong)(kong)氮0Cr18Ni10（304NG）的腐(fu)蝕率(lv)和腐(fu)蝕產物(wu)釋放(fang)速(su)率(lv)均低(di)于0Cr18Ni10Ti（321），這(zhe)表明控(kong)(kong)氮 0Cr18Ni10（304NG）的耐蝕性優于0Cr18Ni10Ti。

   一(yi)些(xie)試驗還指出，控氮0Cr18Ni10（304NG）的(de)(de)耐晶間(jian)腐蝕性能(neng)良好(hao)，沒(mei)有晶間(jian)腐蝕傾向，而(er)耐點蝕和氯化(hua)物(wu)應力腐蝕的(de)(de)性能(neng)則均優于0Cr18Ni10Ti。表5.18中(zhong)列出了(le)點蝕試驗結果。從表5.18中(zhong)可(ke)知，控氮0Cr18Ni10的(de)(de)耐點蝕性遠(yuan)優于0Cr18Ni10Ti，這(zhe)與(yu)0Cr18Ni10Ti鋼(gang)的(de)(de)鈦可(ke)形成TiN等非金屬夾雜物(wu)，引起鋼(gang)耐點蝕性劣化(hua)有關。

   表5.18 控氮0Cr18Ni10（304NG）的(de)耐點(dian)蝕性能

   ②. 控氮00Cr17Ni12Mo2（316NG）圖5.24系(xi)控氮00Cr17Ni12Mo2（316NG）在高(gao)溫水中的(de)耐蝕性（按腐(fu)蝕失(shi)重計）和(he)腐(fu)蝕產物(wu)釋(shi)放(fang)(fang)量的(de)試驗結(jie)果(guo)。同樣(yang)可看(kan)出(chu)，控氮00Cr17Ni12Mo2（316NG）和(he)腐(fu)蝕產物(wu)的(de)釋(shi)放(fang)(fang)量也均較0Cr18Ni10Ti為低(di)。

    一些試驗還表明，由(you)于少量的(de)氮加(jia)入，控氮00Cr17Ni12Mo2（316NG）的(de)耐(nai)晶(jing)間腐蝕、耐(nai)點蝕和耐(nai)應(ying)力腐蝕性能(neng)也均優于0Cr18Ni10Ti。