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(nai)蝕合(he)金(jin),是制造這類設備常用的材料。


 反(fan)(fan)應堆(dui)中的(de)(de)情(qing)況與(yu)前處理階段有所不(bu)(bu)(bu)同(tong)。以目(mu)前最常(chang)用的(de)(de)加壓(ya)水(shui)反(fan)(fan)應堆(dui)為例,堆(dui)內構(gou)件(jian)(jian)主(zhu)要受高(gao)(gao)溫高(gao)(gao)壓(ya)水(shui)的(de)(de)腐(fu)蝕。此外,堆(dui)心部分的(de)(de)結構(gou)材料還要受到(dao)強烈的(de)(de)中子輻照(zhao),雖然(ran)腐(fu)蝕環境不(bu)(bu)(bu)算苛刻,但要求材料的(de)(de)使用壽命長(chang)、安全(quan)度高(gao)(gao),不(bu)(bu)(bu)容許(xu)有腐(fu)蝕產(chan)物的(de)(de)沾污。因(yin)此,這里到(dao)處都(dou)離不(bu)(bu)(bu)開不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),起支撐、固(gu)定作(zuo)(zuo)用的(de)(de)骨(gu)架、格(ge)柵等(deng)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)用超低碳(tan)奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)制作(zuo)(zuo)的(de)(de);卸(xie)料用的(de)(de)脈沖(chong)管(guan)(guan)和(he)固(gu)定管(guan)(guan)系的(de)(de)螺(luo)釘(一個(ge)不(bu)(bu)(bu)太大的(de)(de)反(fan)(fan)應堆(dui)中要用幾千(qian)個(ge))是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)用奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)-鐵素體(ti)(ti)雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)制作(zuo)(zuo)的(de)(de);用于屏蔽中子輻照(zhao)的(de)(de)防(fang)護板,是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)高(gao)(gao)硼不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)制作(zuo)(zuo)的(de)(de);各種管(guan)(guan)道及聯系構(gou)件(jian)(jian)也(ye)都(dou)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)制作(zuo)(zuo)的(de)(de)······因(yin)此可以說,除了燃料元件(jian)(jian)和(he)石墨(mo)反(fan)(fan)射(she)體(ti)(ti)之外,原子能反(fan)(fan)應堆(dui)里幾乎是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)世界。


反應(ying)堆(dui)內產生(sheng)的熱(re)(re)量由壓(ya)力(li)水導(dao)出(chu),通(tong)過熱(re)(re)蒸發器產生(sheng)高(gao)壓(ya)過熱(re)(re)蒸汽(qi)用(yong)以發電。這里輸送(song)壓(ya)力(li)水的管路系統要求用(yong)高(gao)溫強度較高(gao)的含鉬、氮不(bu)銹鋼,而蒸發器則要根據不(bu)同情況使(shi)用(yong)雙相(xiang)不(bu)銹鋼、鐵鎳基(ji)合金及(ji)鎳基(ji)合金等(deng)。


 核反應堆的(de)后處理階段所(suo)接觸到的(de)腐蝕性(xing)(xing)介質(zhi)不(bu)僅(jin)多(duo)(duo)種(zhong)多(duo)(duo)樣,而且對設備(bei)的(de)要求(qiu)更(geng)為苛(ke)刻。同時(shi)為了(le)確保反應堆安全生(sheng)產(chan),防(fang)止放射(she)(she)(she)性(xing)(xing)物質(zhi)泄露,對結構(gou)材料的(de)性(xing)(xing)能、質(zhi)量要求(qiu)也特(te)別高(gao)。去除(chu)燃(ran)(ran)料包(bao)殼和溶解(jie)燃(ran)(ran)料芯要用腐蝕性(xing)(xing)極強的(de)混(hun)合(he)酸(suan)(suan)(suan),如硝酸(suan)(suan)(suan)-氫(qing)(qing)氟(fu)酸(suan)(suan)(suan)、硝酸(suan)(suan)(suan)-鹽酸(suan)(suan)(suan)、硫酸(suan)(suan)(suan)-氫(qing)(qing)氟(fu)酸(suan)(suan)(suan)或氫(qing)(qing)氟(fu)酸(suan)(suan)(suan)-氟(fu)化物等(deng)(deng),這時(shi)設備(bei)材料常用含有鉻、鉬及(ji)鋼等(deng)(deng)多(duo)(duo)種(zhong)合(he)金(jin)(jin)元素的(de)鎳基合(he)金(jin)(jin)。在隨后進行的(de)排除(chu)放射(she)(she)(she)性(xing)(xing)廢(fei)物、萃取有用的(de)核燃(ran)(ran)料及(ji)放射(she)(she)(she)性(xing)(xing)產(chan)品等(deng)(deng)一系(xi)列化工處理中,也要用大量高(gao)合(he)金(jin)(jin)的(de)鎳鉻鉬銅不(bu)銹(xiu)鋼。


 另(ling)外,核(he)反應堆后處(chu)理(li)階段還有很多“清潔”設備,一般在弱腐蝕(shi)性環(huan)境中使用,但要求(qiu)不(bu)生銹,不(bu)容(rong)許有腐蝕(shi)產(chan)物,容(rong)易清理(li)。這類(lei)設備多采用較廉價的鐵素體不(bu)銹鋼。


 總之,原子能(neng)工業的(de)(de)發展(zhan)與(yu)不銹(xiu)鋼技術的(de)(de)進(jin)步有極(ji)為(wei)密切的(de)(de)關(guan)系。隨著(zhu)我國原子能(neng)發電事業的(de)(de)迅速(su)發展(zhan),不銹(xiu)鋼在(zai)其中將會作出越來越大的(de)(de)貢(gong)獻。