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(shi)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)(yu)鉻鎳奧氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang)具(ju)(ju)有面(mian)心立(li)方結構(gou)的(de)奧氏體組織，即使(shi)在堆(dui)(dui)(dui)內高中(zhong)子(zi)通(tong)量(liang)的(de)作(zuo)用(yong)下，一般也(ye)不(bu)(bu)會(hui)有脆化的(de)危(wei)險，因此(ci)它們都具(ju)(ju)有高的(de)核(he)穩定性(xing)；由(you)于(yu)(yu)鉻鎳奧氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang)又具(ju)(ju)有優良的(de)耐(nai)蝕(shi)性(xing)和對(dui)(dui)其化學成分(fen)、所(suo)(suo)含(han)雜質的(de)嚴(yan)格(ge)控制(zhi)以(yi)及高表(biao)面(mian)光潔度等的(de)要求，在核(he)反應堆(dui)(dui)(dui)長期運行過程中(zhong)，這(zhe)些不(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)腐(fu)蝕(shi)產生釋放速率(lv)也(ye)很低，所(suo)(suo)感生的(de)放射性(xing)也(ye)較(jiao)少；又由(you)于(yu)(yu)對(dui)(dui)核(he)反應堆(dui)(dui)(dui)用(yong)不(bu)(bu)銹鋼(gang)中(zhong)所(suo)(suo)含(han)有的(de)、對(dui)(dui)中(zhong)子(zi)吸(xi)收截面(mian)大的(de)鈷、硼等元(yuan)素的(de)嚴(yan)格(ge)控制(zhi)，所(suo)(suo)以(yi)核(he)反應堆(dui)(dui)(dui)所(suo)(suo)用(yong)不(bu)(bu)銹鋼(gang)也(ye)具(ju)(ju)備(bei)了中(zhong)子(zi)吸(xi)收截面(mian)要小的(de)條件。

  因此，核(he)(he)(he)級(ji)不銹(xiu)鋼(gang)系(xi)能滿足核(he)(he)(he)反(fan)(fan)應堆(dui)對結構(gou)材料(liao)三個特殊要求的(de)不銹(xiu)鋼(gang)。由于鉻(ge)鎳奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)組織結構(gou)和(he)耐(nai)蝕性已可滿足前兩個要求，因此，人(ren)們對用(yong)于核(he)(he)(he)反(fan)(fan)應堆(dui)的(de)核(he)(he)(he)級(ji)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)注意力(li)就集中在了鋼(gang)中的(de)鈷、硼等(deng)的(de)元素的(de)含(han)量上，這也是(shi)核(he)(he)(he)級(ji)鉻(ge)鎳奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)與非(fei)核(he)(he)(he)級(ji)鉻(ge)鎳奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)最主要和(he)最重要的(de)區別。

  表5.14列(lie)出了(le)國內外壓水核(he)(he)反(fan)應(ying)(ying)堆(dui)內、外所選用的核(he)(he)級(ji)鉻(ge)鎳奧氏體不銹鋼(gang)牌號(hao)和鋼(gang)中含鈷量(liang)應(ying)(ying)控制的極(ji)限(xian)值，對核(he)(he)反(fan)應(ying)(ying)堆(dui)堆(dui)芯用核(he)(he)級(ji)不銹鋼(gang)中的含硼量(liang)，一般要求應(ying)(ying)＜0.0015％或＜0.0018％。

  表(biao)5.14 國內外壓水(shui)堆(dui)一(yi)回路(lu)系統(tong)用核級不銹鋼牌號和(he)含鈷量的極限(xian)值

  表5.14中所(suo)列入的0Cr18Ni10Ti，除(chu)俄(e)羅斯大量選用(yong)外，我國(guo)(guo)自俄(e)羅斯引進的核(he)電(dian)站(zhan)壓水堆也應用(yong)此牌號，而國(guo)(guo)內其(qi)(qi)他核(he)反應堆和(he)國(guo)(guo)外其(qi)(qi)他國(guo)(guo)家的核(he)電(dian)站(zhan)壓水堆則均選用(yong)304NG（控氮0Cr18Ni10）和(he)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(zhong)、法、美(mei)、日各(ge)國控氮(dan) 0Cr18Ni10（304NG）和控氮(dan)00Cr17Ni12Mo2（316NG）的化學成分見表5.15。

   控氮0Cr18Ni10(304NG)和控氮00Cr17Ni12Mo2 (316NG)的力學(xue)性能分別列(lie)人表5.16和表5.17中。

  耐蝕性和腐蝕產物釋放速率(lv)如下：

   ①. 控氮(dan)0Cr18Ni10（304NG）圖5.23系控氮(dan)0Cr18Ni10（304NG）在300℃高溫水(shui)中的(de)耐蝕(shi)性和(he)腐蝕(shi)產物釋放(fang)速(su)率的(de)試驗(yan)結果(guo)。可以(yi)看出，控氮(dan)0Cr18Ni10（304NG）的(de)腐蝕(shi)率和(he)腐蝕(shi)產物釋放(fang)速(su)率均低于0Cr18Ni10Ti（321），這表明控氮(dan) 0Cr18Ni10（304NG）的(de)耐蝕(shi)性優(you)于0Cr18Ni10Ti。

   一些試(shi)驗(yan)還指出(chu)，控氮0Cr18Ni10（304NG）的(de)耐(nai)晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)能良好(hao)，沒有晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)傾向，而耐(nai)點蝕(shi)(shi)(shi)和氯化物應力腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)性(xing)能則均(jun)優于0Cr18Ni10Ti。表5.18中(zhong)列出(chu)了點蝕(shi)(shi)(shi)試(shi)驗(yan)結果。從表5.18中(zhong)可知，控氮0Cr18Ni10的(de)耐(nai)點蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)遠優于0Cr18Ni10Ti，這與0Cr18Ni10Ti鋼的(de)鈦可形成TiN等(deng)非金屬夾雜物，引(yin)起鋼耐(nai)點蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)劣(lie)化有關(guan)。

   表5.18 控氮0Cr18Ni10（304NG）的耐點蝕性能

   ②. 控氮(dan)(dan)00Cr17Ni12Mo2（316NG）圖5.24系控氮(dan)(dan)00Cr17Ni12Mo2（316NG）在高(gao)溫水中的(de)耐蝕性（按腐(fu)蝕失重計）和腐(fu)蝕產(chan)物釋放量的(de)試驗(yan)結(jie)果。同樣可(ke)看出，控氮(dan)(dan)00Cr17Ni12Mo2（316NG）和腐(fu)蝕產(chan)物的(de)釋放量也均較0Cr18Ni10Ti為低。

    一些試(shi)驗(yan)還表明，由于少量(liang)的氮加入，控氮00Cr17Ni12Mo2（316NG）的耐(nai)晶間腐蝕(shi)、耐(nai)點蝕(shi)和耐(nai)應力腐蝕(shi)性能也(ye)均優(you)于0Cr18Ni10Ti。