这项研究主要关注一种标准奥氏体不锈钢——AISI 316L。

瑞典皇家理工学院的一项突破性研究，精确量化了液态铅腐蚀不锈钢的速度与微观机制，为建造更耐用的核反应堆提供了数据支持。研究人员发现，腐蚀是由仅一微米厚的不可见液态铅膜引发，其将金属损耗速度加速至惊人的每年数毫米。

发表于《腐蚀科学》的研究表明，虽然现有合金在此条件下会失效，但新一代钢材可承受高达800°C（1472°F）的高温——远超典型反应堆运行条件。这项研究聚焦于工业广泛应用的奥氏体不锈钢AISI 316L。"因其高镍含量以及铬等其他元素，它被称为奥氏体不锈钢，"研究人员在新闻稿中解释道。

虽然316L以机械强度著称，但研究团队发现它在某些先前被专家误解的特定条件下会丧失抗腐蚀性。每年数毫米而非微米的快速腐蚀速率，正是由那层超薄液膜驱动。这一发现颠覆了长期以来认为会先形成氧化铁（铁素体）保护层的假设。团队发现，铅膜几乎在接触瞬间就导致钢材结构崩解。

这种快速结构失效的原因在于钢中元素与铅的相互作用。与"铅缓慢渗入金属"的传统认知相反，研究发现占316L重要组成的镍原子极易溶于液态铅。当镍原子从钢材中扩散并溶解到周围液态铅时，浸出过程便发生了。随着镍的流失，残留的铁和铬会重组为铁素体相，但缺乏镍的新结构脆弱且多孔。

研究人员解释道："在流动的铅冷却剂中，这些充满铅的多孔通道极易被剥离，从而急剧加速材料损耗。"这解释了异常高的材料损耗率：钢材实质上是从内部被掏空后再被剥离。

由于这种腐蚀机制攻击的是奥氏体钢的基本成分，仅调整合金配方难以制造出"防腐蚀"材料——液态铅终将渗入并带走镍原子。因此，研究团队提出采用复合方案，利用由研究员开发的新型铝化物形成铁素体钢（FeCrAl）。

"与传统奥氏体钢作为分层材料结合使用时，这类材料可为未来铅冷反应堆提供所需的持久保护，"研究人员总结道。与316L不同，这些FeCrAl钢会形成自修复氧化铝膜（Al2O3），能阻止研究中观察到的快速溶解现象。这种保护屏障即便在未来的发电所需极端温度下也保持稳定。

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