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(bu)銹鋼管、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(xiu)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)于鉻鎳奧(ao)(ao)氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)具有(you)面心(xin)立方結構的奧(ao)(ao)氏體組織，即(ji)使在堆(dui)(dui)內高中(zhong)子通量的作用(yong)下，一(yi)般也(ye)不(bu)(bu)會有(you)脆化(hua)的危險，因(yin)此它們(men)都具有(you)高的核(he)穩定(ding)性；由(you)于鉻鎳奧(ao)(ao)氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)又具有(you)優良(liang)的耐蝕性和(he)對其化(hua)學成分、所(suo)含雜質的嚴格控制以(yi)及高表(biao)面光潔度等(deng)的要求(qiu)，在核(he)反(fan)應(ying)(ying)堆(dui)(dui)長期運行(xing)過程中(zhong)，這些不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)的腐蝕產(chan)生(sheng)釋放(fang)速率也(ye)很低，所(suo)感生(sheng)的放(fang)射性也(ye)較少；又由(you)于對核(he)反(fan)應(ying)(ying)堆(dui)(dui)用(yong)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)中(zhong)所(suo)含有(you)的、對中(zhong)子吸收截(jie)面大的鈷、硼等(deng)元素的嚴格控制，所(suo)以(yi)核(he)反(fan)應(ying)(ying)堆(dui)(dui)所(suo)用(yong)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)也(ye)具備了中(zhong)子吸收截(jie)面要小(xiao)的條件。

  因此，核(he)級(ji)(ji)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)系能滿(man)足核(he)反應堆(dui)對(dui)(dui)結(jie)構(gou)材料(liao)三個特殊要求的不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)。由于鉻(ge)鎳(nie)奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的組織結(jie)構(gou)和耐(nai)蝕性已可滿(man)足前兩個要求，因此，人們對(dui)(dui)用于核(he)反應堆(dui)的核(he)級(ji)(ji)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的注意力就集中(zhong)(zhong)在了(le)鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)的鈷、硼等的元素的含量上(shang)，這也是(shi)核(he)級(ji)(ji)鉻(ge)鎳(nie)奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)與(yu)非核(he)級(ji)(ji)鉻(ge)鎳(nie)奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)最主要和最重要的區(qu)別。

  表5.14列出了國(guo)內外壓水核(he)反應堆內、外所選用的(de)核(he)級(ji)鉻鎳奧氏體不銹鋼牌號和鋼中含(han)鈷量(liang)應控制(zhi)的(de)極限(xian)值，對核(he)反應堆堆芯用核(he)級(ji)不銹鋼中的(de)含(han)硼量(liang)，一般(ban)要(yao)求應＜0.0015％或＜0.0018％。

  表5.14 國內外(wai)壓水堆一回路(lu)系統用(yong)核級(ji)不(bu)銹鋼(gang)牌號(hao)和含鈷量的極限值

  表5.14中所列入的(de)(de)0Cr18Ni10Ti，除俄羅(luo)斯大量選(xuan)用(yong)外，我國自俄羅(luo)斯引進的(de)(de)核電(dian)站壓水(shui)(shui)堆(dui)(dui)也應(ying)用(yong)此牌(pai)號，而國內其他核反應(ying)堆(dui)(dui)和國外其他國家的(de)(de)核電(dian)站壓水(shui)(shui)堆(dui)(dui)則均選(xuan)用(yong)304NG（控(kong)氮(dan)0Cr18Ni10）和316NG（控(kong)氮(dan)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不銹鋼和316不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、美、日各國控氮(dan) 0Cr18Ni10（304NG）和控氮(dan)00Cr17Ni12Mo2（316NG）的化學成分(fen)見(jian)表5.15。

   控氮0Cr18Ni10(304NG)和控氮00Cr17Ni12Mo2 (316NG)的力學性(xing)能(neng)分別列(lie)人(ren)表5.16和表5.17中。

  耐(nai)蝕(shi)性和腐蝕(shi)產物釋放(fang)速率如下：

   ①. 控(kong)氮(dan)0Cr18Ni10（304NG）圖5.23系控(kong)氮(dan)0Cr18Ni10（304NG）在300℃高(gao)溫水中的(de)(de)(de)耐(nai)蝕性和腐(fu)(fu)蝕產(chan)物釋(shi)放速率的(de)(de)(de)試驗(yan)結果。可以看出，控(kong)氮(dan)0Cr18Ni10（304NG）的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕率和腐(fu)(fu)蝕產(chan)物釋(shi)放速率均低于0Cr18Ni10Ti（321），這表明控(kong)氮(dan) 0Cr18Ni10（304NG）的(de)(de)(de)耐(nai)蝕性優于0Cr18Ni10Ti。

   一些試(shi)驗(yan)還指(zhi)出，控(kong)氮0Cr18Ni10（304NG）的(de)耐(nai)晶間腐(fu)蝕(shi)性能良好，沒有(you)晶間腐(fu)蝕(shi)傾向，而耐(nai)點(dian)(dian)蝕(shi)和氯化物(wu)應力腐(fu)蝕(shi)的(de)性能則均優于0Cr18Ni10Ti。表(biao)5.18中列出了點(dian)(dian)蝕(shi)試(shi)驗(yan)結果。從表(biao)5.18中可(ke)知，控(kong)氮0Cr18Ni10的(de)耐(nai)點(dian)(dian)蝕(shi)性遠優于0Cr18Ni10Ti，這(zhe)與0Cr18Ni10Ti鋼的(de)鈦可(ke)形(xing)成(cheng)TiN等非(fei)金(jin)屬夾雜(za)物(wu)，引起鋼耐(nai)點(dian)(dian)蝕(shi)性劣(lie)化有(you)關(guan)。

   表5.18 控氮0Cr18Ni10（304NG）的耐點蝕(shi)性能

   ②. 控氮(dan)00Cr17Ni12Mo2（316NG）圖(tu)5.24系控氮(dan)00Cr17Ni12Mo2（316NG）在高溫水中(zhong)的耐蝕性(xing)（按腐蝕失重計(ji)）和腐蝕產(chan)(chan)物釋(shi)放量的試驗(yan)結果。同樣可看出，控氮(dan)00Cr17Ni12Mo2（316NG）和腐蝕產(chan)(chan)物的釋(shi)放量也(ye)均較0Cr18Ni10Ti為(wei)低。

    一些試驗還(huan)表明(ming)，由(you)于(yu)(yu)少(shao)量(liang)的氮加入，控(kong)氮00Cr17Ni12Mo2（316NG）的耐(nai)(nai)(nai)晶間腐(fu)(fu)蝕(shi)、耐(nai)(nai)(nai)點蝕(shi)和耐(nai)(nai)(nai)應(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)性能(neng)也均(jun)優于(yu)(yu)0Cr18Ni10Ti。