核電設(shè)備可分為核一級、核二級、核三級和非核級。有核級要求的設(shè)備，一般即稱其所用材料為核電關(guān)鍵材料。

核電常用的關(guān)鍵材料大體可分為碳鋼、不銹鋼和特殊合金;若進(jìn)一步細(xì)分，則有碳(錳)鋼、低合金鋼、不銹鋼、鋯合金、鈦鋁合金和鎳基合金等，按品種則有鑄鍛件、板、管、圓鋼、焊材等等。

核反應(yīng)堆的發(fā)展，從一開始就包括了材料的開發(fā)與優(yōu)化，材料的發(fā)展決定了其發(fā)展情況。因?yàn)楹穗娋哂行碌臒醾鲗?dǎo)條件及特殊的環(huán)境條件，如輻照或冷卻劑腐蝕等，要求所用材料必須能適合于這些應(yīng)用條件;強(qiáng)調(diào)材料的另一個(gè)原因，是核電站系統(tǒng)比常規(guī)電站有更高的安全要求。

我國目前主要是建造第二代成熟的1000MW壓水堆核電站、通過技術(shù)引進(jìn)并吸收國外先進(jìn)技術(shù)以發(fā)展先進(jìn)的第三代1000MW級壓水堆核電站。因此我們以壓水堆核電站為例，對其不同設(shè)備的用材做一簡單介紹。

在壓水堆核島中，主要設(shè)備除反應(yīng)堆及壓力容器外，還有蒸汽發(fā)生器、冷卻劑主泵機(jī)組、穩(wěn)壓器及主管道等。由于這些部件在核島內(nèi)的位置、作用和工況不同，故材料的使用要求和環(huán)境條件也不盡相同，不同程度地存在輻照或酸腐蝕等;不僅要考慮常規(guī)的一些要求(如強(qiáng)度、韌性、焊接性能和冷熱加工性能)，而且須考慮輻照帶來的組織、性能、尺寸等變化，如晶間腐蝕，應(yīng)力腐蝕和低應(yīng)力脆斷、以及材料間的相容性、與介質(zhì)的相容性，以及經(jīng)濟(jì)可行性等。

1.材料化學(xué)成分角度對核電站設(shè)備國內(nèi)外的常用材料類型進(jìn)行匯總

包殼材料

包殼，是指裝載燃料芯體的密封外殼。其作用是防止裂變產(chǎn)物逸散和避免燃料受冷卻劑的腐蝕以及有效地導(dǎo)出熱能，在長期運(yùn)行的條件下不使放射性裂變產(chǎn)物逸出。

包殼的材料主要有：鋁及鋁合金、鎂合金、鋯合金和奧氏體不銹鋼以及高密度熱解碳。

堆內(nèi)構(gòu)件材料

在壓水堆中，除了反應(yīng)堆壓力容器和燃料組件及相關(guān)的組件以外的均為堆內(nèi)構(gòu)件，如壓緊板、導(dǎo)向筒、吊籃、圍板、流量分配板、上下柵格組件等。

適合于壓水堆內(nèi)構(gòu)件用材料主要為奧氏體不銹鋼以及部分鎳基合金。

反應(yīng)堆回路材料

壓水反應(yīng)堆的回路管道是維持和約束冷卻劑循環(huán)流動的通道。

適合于壓水堆內(nèi)構(gòu)件用材料主要為奧氏體不銹鋼。

反應(yīng)堆壓力容器材料

反應(yīng)堆壓力容器是裝載堆芯、支撐堆內(nèi)所有構(gòu)件和容納一回路冷卻劑并維持其壓力的堆本體承壓殼體。

反應(yīng)堆壓力容器，目前國內(nèi)外廣泛采用的是A508Ⅲ(Gr.3Cl.1)、16MND5，內(nèi)壁堆焊不銹鋼。

蒸汽發(fā)生器材料

蒸汽發(fā)生器是壓水反應(yīng)堆一回路的熱能傳遞給二回路介質(zhì)以產(chǎn)生蒸汽的熱交換設(shè)備，它采用帶汽水分離器的飽和蒸汽。一般為管殼式，主要由筒體、管板、水室、汽水分離器及外殼容器、傳熱管等部件組成。

2.國內(nèi)外核電用材體系

在國際上核電運(yùn)作建設(shè)上，有美國ASME體系(通用和西屋)、俄羅斯(石墨慢化反應(yīng)堆和俄羅斯壓水堆)體系、法國RCC-M(壓水堆)體系、加拿大CANDU(重水鈾反應(yīng)堆)體系和德國KTA體系等。不同體系的壓水堆中所用關(guān)鍵材料有所不同、但相對還是比較接近。表1為不同主要核電國家體系用材情況。

表1各主要核電國家壓水堆用材體系

目前，我國的核電材料標(biāo)準(zhǔn)體系正逐漸建立之中，目前已有的國內(nèi)關(guān)于核電材料標(biāo)準(zhǔn)體系主要集中在碳鋼，低合金鋼和不銹鋼領(lǐng)域，也涉及一些銅合金，鋁合金材料，其他材料例如高溫合金主要采用了引進(jìn)表1中所列的一些國外牌號材料。

3.國內(nèi)外核電用金屬材料匹配標(biāo)準(zhǔn)品選型表

LGC-ARMI MBH金屬光譜標(biāo)準(zhǔn)樣品生產(chǎn)者，具有ISO17034,和17043資質(zhì)，已有50多年的生產(chǎn)歷史。ARMI，美國金屬標(biāo)準(zhǔn)品生產(chǎn)商，ARMI 2012年加入LGC，坐落在美國波士頓附近的曼徹斯特，至今已有50多年的研發(fā)歷史。生產(chǎn)產(chǎn)品包括不銹鋼，合金鋼，銅合金，鎳合金，鈦合金，鋁合金，鈷合金，鋯合金等標(biāo)準(zhǔn)樣品，產(chǎn)品均包括三種形態(tài)(直讀光譜儀用光譜標(biāo)樣， XRF用片狀，和化學(xué)分析用屑狀)。

2018年12月11日,MBH Analytical Limited加入了LGC，MBH原位于英國的倫敦北部巴尼特，公司的成立于1973年。多年來，公司金屬標(biāo)準(zhǔn)品范圍不斷擴(kuò)大，自產(chǎn)產(chǎn)品增加，為全球黑色金屬和有色金屬市場提供900多種標(biāo)準(zhǔn)品，包括生鑄鐵，鋼，鋁合金，銅合金，鎳合金，鈦合金，鎂合金等。

LGC-ARMI MBH兩個(gè)品牌經(jīng)過整合，使得目前LGC金屬標(biāo)物生產(chǎn)能力(ISO 17034)提高到一個(gè)新的階段，品牌下全部金屬標(biāo)準(zhǔn)品均提升到CRM級別。

LGC-ARMI MBH金屬標(biāo)樣幾乎覆蓋了目前市場上所有系列的金屬合金

生鑄鐵，鉛合金，鋯合金，錫合金，鋅合金，鋼-碳鋼，高中低合金鋼，不銹鋼，

銅合金，鎳合金，鈦合金，鎂合金，鋁合金-變形鋁合金1-8系和鑄造鋁合金(1)、鋁硅系合金 (2)、鋁銅合金 (3)、鋁鎂合金 (4)、鋁鋅系合金等。

LGC-ARMI MBH金屬標(biāo)樣，90%以上的產(chǎn)品在國內(nèi)都有庫存，訂購后只需5-7天就能到貨。

LGC-ARMI MBH金屬標(biāo)準(zhǔn)品精密度，均勻性，準(zhǔn)確度高，溯源性滿足CNAS, CMA實(shí)驗(yàn)室要求，牌號更符合國內(nèi)外牌號元素含量要求。