第３４卷第５期
２ ０ １ ３年１ ０月 核动力工程
Ｎｕｃｌｅａｒ Ｐｏｗｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ＶＯ１．３４．ＮＯ．５
Ｏ ｃｔ． ２ ０ ｌ ３
文章编号：０２５８－０９２６（２０１３）０５－００７６－０５
６ＸＮ不锈钢与８２５合金的高周疲劳行为研究
熊茹 ，乔英杰 ，赵宇翔２，唐睿２，易伟２ 肖泽军２
１．哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院，哈尔滨．１５０００１；２．中国核动力研究设计院，成都．６１００４１
摘要：采用旋转弯曲疲劳方法完成了６ＸＮ不锈钢与８２５合金在室温和５５０￣Ｅ空气中的高周疲劳试验。结
果表明：室温时，６ＸＮ不锈钢的耐久极限应力大于８２５合金的耐久极限应力，与静强度顺序一致；５５０￣Ｃ高
温时，试样氧化速率增加，材料疲劳寿命降低，６ＸＮ不锈钢的疲劳寿命下降趋势较大，耐久极限应力接近８２５
合金的耐久极限应力；６ＸＮ不锈钢对温度更敏感，而８２５合金对应力循环次数更敏感；与经验公式比较，２
种材料具有较好的抗高周疲劳性能；疲劳过程为裂纹源产生、扩展和断裂，最后断裂区具有韧窝特征。
关键词：不锈钢；合金；高周疲劳；耐久极限应力
中图分类号：ＴＬ３４１ 文献标志码：Ａ
１ 引 言
超临界水冷堆（ＳＣＷＲ）燃料包壳及堆芯结
构感兴趣的材料是单相奥氏体组织状态的
Ｆｅ．Ｃｒ－Ｎｉ材料，如奥氏体不锈钢和镍基合金。国
际上，从２ 世纪５０年代就开始进行核过热技术
的开发，开展了大量高温腐蚀性能研究，但对结
构材料的高温疲劳性能研究较少。
疲劳性能尤其是高温疲劳Ｉ生能的研究十分重
要，因为在反应堆启动、停堆以及功率变化期间，
会在堆芯部件中产生交变热应力，即存在疲劳工
况，材料的疲劳性能将直接关系到反应堆的安全
运行。即使塑性很好的材料也可在远低于屈服强
度的应力下突然脆断，是一种非常危险的脆性破
坏，且材料疲劳陛能会随温度升高而降低。
“超临界水冷堆技术研发”项目比较全面和系
中国高温合金牌号：
GH1015 GH1016 GH1035 GH1040 GH1131 GH1139 GH1140 GH2035A GH2036
GH2038 GH2130 GH2132 GH15 GH16 GH35 GH40 GH131 GH139 GH140 GH35A
GH36 GH38A GH130 GH132 GH2135 GH2150 GH2302 GH2696 GH2706 GH2747
GH2761 GH2901 GH2903 GH2907 GH2909 GH2984 GH3007 GH3030 GH3039
GH3044 GH3128 GH3170 GH3536 GH3600 GH135 GH150 GH302 GH696 GH706
GH747哈氏合金圆钢，规格全，价格低，厂家直销 GH761 GH901 GH903
GH907 GH909 GH984 GH5K GH30 GH44 GH128 GH170 GH536 GH600 GH3625
GH3652 GH4033 GH4037 GH4049 GH4080A GH4090 GH4093 GH4098 GH4099
GH4105 GH4133 GH4133B GH4141 GH4145 GH4163 GH4169 GH4199 GH4202
GH4220 GH625 GH652 GH33 GH37 GH49 GH80A GH90 GH93 GH98 GH99 GH105
GH33A GH4133B GH141 GH145 GH163 GH169 GH199 GH202 GH220 GH4413
GH4500 GH4586 GH4648 GH4698 GH4708 GH4710 GH4738 GH4742 GH5188
GH5605 GH5941 GH6159 GH6783 GH413 GH500 GH586 GH648 GH698 GH708
序号中国日本美国11cr18mn8ni5NSUS203202,S2020021cr17ni7sus301301，s3010031cr18ni9sus302302，s3020040cr18ni9sus304304，s30300500cr19ni10sus304l3041，s3040360cr19ni9nsus304nl700cr18ni10nsus304ln81cr18ni12sus305305，s3050090cr23ni13sus309s309s，s30908100cr25ni20sus310s310s,s31008110cr17ni12mo2sus316316,s31603
1200cr17ni14mo2022Cr17Ni12Mo2sus316l316l,s31603130cr17ni12mo2nsus316n316n,s316511400cr18ni14mo2cu2sus316JIL150cr19ni13mo3sus317317,s31700161cr20ni14si2SUS309si21700Cr21Ni24Mo6NAL-6XN，1842CrMoSCM4404140
中国①中国台湾日本
GBCNSJIS
11Cr17Mn6Ni5N201SUS201
21Cr18Mn8Ni5N202SUS202
31Cr17Ni7301SUS301
41Cr18Ni9302SUS302
5Y1Cr18Ni9303SUS303
6Y1Cr18Ni9Se303SeSUS303Se
0Cr19Ni9304SUS304
(0Cr18Ni9)
00Cr19Ni10304LSUS304L
(00Cr18Ni10)
90Cr19Ni9N304N1SUS304N1
100Cr19Ni10NbN304N2SUS304N2
1100Cr18Ni10N304LNSUS304LN 国内常用不锈钢牌号对
8中国与亚洲、北美诸国（
奥氏No.
71Cr18Ni12305SUS305
常用镍基合金的化学成分及含量 （%）
镍基合金 化学成分
Ni Fe Cr Mo Cu C Si Mn N
316L 13.0 平衡值 17.0 2.25 0 <0.03 <1.0 1.8 0.02
317L 14.0 平衡值 19.0 3.25 0 <0.03 <1.0 <2.0 0.02
904L 25.0 47.0 20.0 4.5 1.5 <0.02 0.35 1.7 ------
317LM 15.5 平衡值 18 4 ---- ----- ------ ----- 0.06
317LMN 14.0 平衡值 18 >4.5 ---- ----- ------ ----- 0.16
合金825 42.0 30 21 3.0 1.8 0.03 0.35 0.65 -----
合金C 45 20 22 6.5 2.0 0.03 0.35 1.3
-----
双相不锈钢 5.5 平衡值 22 3 ---- ----- ----- ------ 0.17
6Mo超级奥氏体不锈钢 21 平衡值 20 6.5 --- ----- ----- ------ 0.2
超级双相不锈钢 6.5 平衡值 21 6.5 ---- ----- 0.22 ------ 0.22
合金625 61 平衡值 22 9 ---- ----- ----- ------ -----
合金C-276 56 平衡值 16 16 ---- ----- ----- ------ -----
合金C-22 59 ------ 22 13 ---- ----- ----- ------ -----
注：1. 6Mo超级奥氏体不锈钢:1.4529，6XN,254SMO是这种不锈钢的代表。
这三种超级奥氏体不锈钢化学成分中最大的差别在于镍含量。N08926和N08367的镍含量为25%，而254SMO的只有18%。但镍元素对材料的耐腐蚀性几乎没有影响。
