當今世界,原子能對于人們來說已經不是陌生的東西了。然而,你可曾想到,不銹鋼(括鐵鎳基及鎳基耐蝕合金)在原子能工業的發展中起著重大作用呢?為了說明這一點,不妨先從原子能工業的幾個主要環節談起。粗略地說,原子能工業由三大環節組成,核心環節是核反應堆。另一個環節在反應堆之前,稱為前處理系統,其主要任務是從礦石中提取核燃料金屬并進行加工。還有一個環節在反應堆之后,稱為后處理系統,其任務是將“燃燒”過的核燃料進行化工處理,以排除廢物,提取有用的放射性物質,回收未“燒完”的核燃料。


 上述的每一個環節,如果沒有各種不銹鋼制的裝置或設備,核反應堆就不能順利地運行。在前處理階段,需要把礦石粉碎后用酸或堿溶解,以使核燃料金屬從礦石中轉移到溶液中,這個過程叫做浸出。目前常用的浸出劑是硫酸,浸出液就是含有多種金屬子的稀硫酸溶液。這樣,浸出及隨后的一系列操作,都得在耐硫酸腐蝕的設備中進行。這些設備或構件多用含鉬(或鉬和銅)的奧氏體不銹鋼甚至鐵鎳基合金制造。同時輸送這些酸性礦漿或溶液的耐酸泵及管道,也都是不銹鋼制作的。


 這種直接從礦石中提取出來的有用物質,一般為核燃料金屬的粗制氧化物,為使它成為能在反應堆中“燃燒”的核燃料,還需對它進行提純、氟化或氫氟化等一系列化工處理。這時用的設備必須能耐含氟化物的酸溶液、氫氟酸及氟化物氣體的腐蝕。高鉻鎳不銹鋼、耐熱鋼以及含鉻、鉬及銅的鎳基耐蝕合(he)金,是制造這類設備常用的材料。


 反(fan)應(ying)堆(dui)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況(kuang)與前處理階(jie)段有所不(bu)(bu)(bu)同。以(yi)目前最常用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)加壓水反(fan)應(ying)堆(dui)為例,堆(dui)內(nei)構件(jian)主要(yao)受(shou)(shou)高溫(wen)高壓水的(de)(de)(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)。此外,堆(dui)心部(bu)分的(de)(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)構材料(liao)(liao)還要(yao)受(shou)(shou)到強烈的(de)(de)(de)(de)(de)(de)中子輻(fu)照,雖(sui)然腐蝕(shi)環境(jing)不(bu)(bu)(bu)算苛(ke)刻(ke),但要(yao)求材料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)壽命長、安全度高,不(bu)(bu)(bu)容許有腐蝕(shi)產物的(de)(de)(de)(de)(de)(de)沾污。因此,這里到處都離不(bu)(bu)(bu)開不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang),起(qi)支撐、固定作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)骨架、格柵等是(shi)用(yong)超低碳奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)制(zhi)作(zuo)(zuo)(zuo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de);卸料(liao)(liao)用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)脈沖(chong)管(guan)(guan)和(he)固定管(guan)(guan)系的(de)(de)(de)(de)(de)(de)螺釘(一個不(bu)(bu)(bu)太大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)應(ying)堆(dui)中要(yao)用(yong)幾千(qian)個)是(shi)用(yong)奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)-鐵素體(ti)(ti)雙相不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)制(zhi)作(zuo)(zuo)(zuo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de);用(yong)于屏蔽中子輻(fu)照的(de)(de)(de)(de)(de)(de)防護(hu)板,是(shi)高硼不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)制(zhi)作(zuo)(zuo)(zuo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de);各種管(guan)(guan)道及(ji)聯系構件(jian)也都是(shi)奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)制(zhi)作(zuo)(zuo)(zuo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)······因此可以(yi)說,除了燃(ran)料(liao)(liao)元件(jian)和(he)石墨反(fan)射體(ti)(ti)之外,原子能(neng)反(fan)應(ying)堆(dui)里幾乎(hu)是(shi)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)世界。


反應堆內產生的(de)熱(re)量由壓力水導出,通過熱(re)蒸發(fa)器(qi)產生高壓過熱(re)蒸汽用(yong)以發(fa)電。這里(li)輸送壓力水的(de)管路系統要(yao)求用(yong)高溫(wen)強度較高的(de)含鉬、氮(dan)不銹鋼,而蒸發(fa)器(qi)則要(yao)根(gen)據不同情況使用(yong)雙(shuang)相不銹鋼、鐵(tie)鎳(nie)基合(he)金(jin)及鎳(nie)基合(he)金(jin)等。


 核反應堆的(de)(de)(de)(de)后處(chu)理階段所接(jie)觸到的(de)(de)(de)(de)腐蝕性(xing)(xing)介(jie)質(zhi)不僅多(duo)種多(duo)樣,而且對(dui)設備(bei)的(de)(de)(de)(de)要求更為苛刻。同時為了確保反應堆安全(quan)生(sheng)產,防(fang)止放射性(xing)(xing)物質(zhi)泄露,對(dui)結構(gou)材料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)性(xing)(xing)能、質(zhi)量(liang)要求也特別高(gao)。去除燃(ran)料(liao)(liao)包殼和溶(rong)解燃(ran)料(liao)(liao)芯要用腐蝕性(xing)(xing)極強的(de)(de)(de)(de)混合(he)酸(suan),如硝(xiao)酸(suan)-氫(qing)氟酸(suan)、硝(xiao)酸(suan)-鹽酸(suan)、硫酸(suan)-氫(qing)氟酸(suan)或(huo)氫(qing)氟酸(suan)-氟化物等(deng),這時設備(bei)材料(liao)(liao)常用含有(you)鉻、鉬(mu)及(ji)鋼等(deng)多(duo)種合(he)金元素(su)的(de)(de)(de)(de)鎳基合(he)金。在隨(sui)后進行的(de)(de)(de)(de)排除放射性(xing)(xing)廢(fei)物、萃(cui)取(qu)有(you)用的(de)(de)(de)(de)核燃(ran)料(liao)(liao)及(ji)放射性(xing)(xing)產品等(deng)一(yi)系列化工(gong)處(chu)理中,也要用大量(liang)高(gao)合(he)金的(de)(de)(de)(de)鎳鉻鉬(mu)銅不銹鋼。


 另(ling)外(wai),核反應堆后(hou)處理階段還有很多“清潔”設備,一般在弱腐(fu)蝕(shi)性(xing)環境中使用,但(dan)要求(qiu)不生(sheng)銹(xiu),不容許有腐(fu)蝕(shi)產物,容易清理。這類(lei)設備多采(cai)用較廉(lian)價的鐵(tie)素體不銹(xiu)鋼。


 總之,原子能工業的(de)(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)與不銹鋼(gang)技術的(de)(de)(de)(de)進步有極為密(mi)切的(de)(de)(de)(de)關系。隨著(zhu)我國原子能發(fa)電事業的(de)(de)(de)(de)迅(xun)速發(fa)展(zhan),不銹鋼(gang)在其(qi)中(zhong)將會作(zuo)出(chu)越來越大的(de)(de)(de)(de)貢獻(xian)。