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回顾过去,腐蚀一直是一个非常热门的研究课题,也被认为是世界范围内核电厂（Nuclear Power Plant,NPP）及其部件劣化的主要原因之一,对核能行业结构和经济性都是不利的。令人关注的是,最近有呼声要求核电站的运营许可时间在现有设计寿命（通常为40年）的基础上再延长约50%。为此,对反应堆组件长时间内结构完整性的保持提出了更高的要求。核电厂反应堆使用寿命的延长可能会带来各种潜在的材料老化问题,例如,异种金属焊接接头（Dissimilar Metal Weld,DMW）部件的电偶腐蚀。核电厂运营许可证更换过程中应考虑这些问题,以降低对人类生命和环境的潜在危害和风险。然而,迄今为止,DMW部位（如反应堆压力容器管嘴和管道焊接部位）的电偶腐蚀仍是一个威胁,迫切需要研究人员对其进行更深入的研究。为了从微观和宏观上了解反应堆压力容器异种金属焊接接头在压水堆一回路水环境中的电偶腐蚀损伤,本文研究了 DMW的微观组织结构特征、耦合材料的电偶腐蚀行为、常温和高温环境中异种金属间的电偶腐蚀行为、关键因素对电偶腐蚀的影响机制以及电偶腐蚀形貌的演变过程。研究结论主要包括以下几个方面:研究了低合金钢（Low Alloy Steel,LAS）A508 与 309L/308L 不锈钢（Stainless Steel,SS）焊接接头的微观组织和显微硬度。微观组织分析表明,随着焊接过程中热流强度的变化,A508母材的热影响区由回火贝氏体转变为贝氏体和马氏体的不均匀混合组织。A508母材热影响区不同的再结晶过程导致的组织变化,造成了该区域晶粒尺寸、应变水平和屈服强度的差异。热输入最大的再结晶区变形程度最大、晶粒细化程度和应力水平较高,其次分别是部分再结晶区和母材基体区。母材与焊缝金属之间的界面区域非常复杂。在309L/308L不锈钢靠近熔合线的某些区域观察到了焊接高温下同素异构的δ铁素体与γ奥氏体的相变及不锈钢相/晶界迁移而形成的Ⅱ型晶界。309L/308L不锈钢中奥氏体基体周围分布有蠕虫状铁素体,铁素体/奥氏体界面析出了三元的σ相。最后,A508热影响区硬度最高,母材次之,焊缝金属最低。从微观角度研究了低合金钢A508和309L/308L不锈钢堆焊层微观组织与电偶腐蚀的关系。微观结构的变化导致了 A508母材（阳极）上发生不均匀腐蚀,而焊缝金属（阴极）则受到保护。用扫描振动电极技术研究了DMW界面处的电偶腐蚀行为,结果表明,熔合线附近的再结晶区最容易发生腐蚀。此外,利用原子力显微镜（AFM）定量分析了表面不同相的腐蚀程度和腐蚀速率。在A508与309L/308L不锈钢焊间发生电偶腐蚀的同时,A508母材还同时产生了 MnS诱导的点蚀。采用多种分析方法研究了面积比和微观组织对LAS A508/309L/308L不锈钢异种金属焊接接头电偶腐蚀的协同影响。结果表明,降低阳极/阴极表面积比可明显提高A508的局部腐蚀和均匀腐蚀速率。对AFM结果的深入分析能够对不同相的腐蚀行为进行定量比较。在电偶腐蚀作用下,DMW的再结晶区腐蚀最严重,A508的部分再结晶区和母材腐蚀速率次之。电化学局部化指数法（Electrochemical Localization Index,LI）和 AFM 分析都证实了异种金属接头在电偶腐蚀作用下,A508金属阳极表面存在着一种混合（局部和均匀）腐蚀现象,并定量描述了试样的阳极/阴极面积比和微观结构对LAS A508/309L/308L不锈钢电偶腐蚀的协同影响。采用多种电化学和表面分析方法,研究了氧化膜和浸泡时间对低合金钢A508和309L/308L不锈钢异种金属电偶腐蚀的影响。零阻电流计（Zero-Resistance Ammeter,ZRA）测试结果表明,LAS A508与309L/308L SS间的电偶腐蚀电流随浸泡时间而变化。此外,通过ZRA测试,建立了 LAS A508电偶电流与溶解速率之间的定量关系。电化学阻抗谱（Electrochemical Impedance Spectroscopy,EIS）结果表明,电偶腐蚀速率的增长速率随浸泡时间的延长而降低,这主要源于氧化膜的抑制效应。这种抑制效应是不稳定氧化物转变为稳定氧化物的结果。此外,随着浸泡时间的延长,LAS A508表面氧化膜不断变厚。最后,用电化学方法和长期浸泡试验研究了 LAS A508/309L/308L SS DMW在高温一回路水环境中的电偶腐蚀行为。结果表明,在高温一回路水中,LAS A508仍为阳极,不锈钢仍为阴极,但金属之间的电偶腐蚀驱动力（电位差）大大减弱,并在某一时刻观察到了逆转现象。同时,ZRA和长期浸泡试验表明,增大阴极/阳极的面积比可以促进电偶腐蚀,尤其是促进熔合线附近母材（LAS A508）的腐蚀速率。DMW界面深度方向上LAS A508的最大腐蚀速率为0.350 mm/y,是非耦合条件下均匀腐蚀速率的15.22倍。焊接界面处电偶腐蚀主要沿焊接熔合线扩展,而不是沿A508低合金钢的厚度方向扩展;远离熔合线的LAS A508局部腐蚀速率则主要受其自身微观组织的影响。