压水堆核电主管道作为核岛一回路主体构件,属于核一级设备,对其安全性和可靠性具有极高要求,因此在工业化生产制造过程中工序比较复杂。主管道用奥氏体不锈钢,在使用服役过程中受到高压及高温水腐蚀介质的影响,对材料各种性能,特别是对耐蚀性和力学性能提出了考验。本文针对主管道产品制造全流程中所关注的问题,开展针对性研究工作。首先比较研究各类冶炼铸锭工艺方法纯净度的基础上,从电渣重熔电极制造工艺入手,对新型卧式浇注电极工艺进行了初步探索。通过数值模拟优选方案并设计了整套铸锭模具,可在降低偏析度的前提下提高收得率。此外,在奥氏体不锈钢组织性能方面开展研究工作,对316LN及自主设计的新型高镍不锈钢进行了耐蚀性能及力学性能的检测分析,主要研究经历热变形和冷变形不同形变热处理状态,并探究不同化学成分对奥氏体不锈钢的相关性能的影响。具体研究内容如下:纯净度方面,通过对不同冶炼方法夹杂物性质与水平量化比较分析评定表明,电渣重熔冶炼的不锈钢夹杂物纯净度Ci值仅在1～2范围内,较其他冶炼方法具有明显优势。利用Pro CAST铸造工艺仿真软件,对卧式浇注电极铸锭工艺过程,包括充型及凝固温度场、流场进行模拟计算。通过对钢锭模壁厚及涂刷铸造涂料等参数的模拟,获得了技术参数最佳化设计,调整上模壁厚与下模壁厚比例关系,下层厚涂醇基锆英粉涂料等技术手段,即可控制凝固顺序较好的电极铸锭质量,并以此为依据设计出卧式浇注钢锭模。常温和350℃高温拉伸试验及低周疲劳试验对奥氏体不锈钢的力学性能研究结果说明,单纯增加镍含量对拉伸性能无显著影响;虽然冷锻固溶工艺对316LN常温及350℃高温拉伸的性能仅仅略有提升,但其低周疲劳性能却显示出非常良好的表现。通过电化学试验及Fe Cl3溶液浸泡试验分析了不同成分及状态的奥氏体不锈钢的耐点蚀性能。结果表明,热锻固溶316LN、冷锻固溶316LN、锻造高镍不锈钢、铸造高镍不锈钢的四种试验料的耐点蚀性能依次降低,其中不同状态316LN耐蚀性能的差异主要是由冷变形造成的位错增加导致的,而高镍不锈钢的耐蚀性能表现不佳也表明单纯增加镍含量并不能提高钢的耐蚀性能。本文针对主管道产品制造工序中所关注的重点问题,所做出的研究结果可为相关产品的工业化生产提供参考借鉴,具有切实的意义。