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第1章 绪论 1

1.1 核电厂系统和组成 2

1.2 核电厂材料的分类 5

1.3 核电厂主要部件用材 6

1.3.1 核电厂主要部件用材组成 6

1.3.2 各类反应堆的用材组成 8

复习题 9

第2章 材料学基础 10

2.1 晶体结构 10

2.1.1 晶系、晶面指数和晶向指数 10

2.1.2 金属与陶瓷的典型晶体结构 12

2.1.3 晶体缺陷 16

2.2 二元合金相图 19

2.2.1 合金的构造 19

2.2.2 合金相图简介 21

2.2.3 铁碳合金相图 22

2.2.4 金属及合金的塑性变形 24

2.2.5 钢的热处理 27

2.3 材料的常见缺陷 29

复习题 30

第3章 材料的性能 31

3.1 材料的物理性能 31

3.1.1 密度 31

3.1.2 熔点 32

3.1.3 比热容 32

3.1.4 导热系数 32

3.1.5 热膨胀 34

3.2 材料的机械性能（力学性能） 34

3.2.1 硬度 34

3.2.2 拉伸性能 38

3.2.3 冲击性能 41

3.2.4 断裂韧性 43

3.2.5 蠕变性能 46

3.2.6 疲劳性能 47

3.3 材料的腐蚀性能 48

3.3.1 化学腐蚀和电化学腐蚀 48

3.3.2 局部的电化学腐蚀 49

3.3.3 液态金属环境下的腐蚀 54

3.3.4 材料在海洋环境下的腐蚀 55

3.4 材料的辐照效应 57

3.4.1 两种主要的辐照 57

3.4.2 辐照损伤机理 60

3.4.3 辐照损伤一般规律 61

复习题 62

第4章 核燃料 64

4.1 燃料的分类 64

4.1.1 金属型燃料 65

4.1.2 陶瓷型燃料 66

4.1.3 弥散型燃料 67

4.1.4 其他形式燃料 67

4.2 二氧化铀燃料 67

4.2.1 二氧化铀的基本性质 68

4.2.2 二氧化铀燃料的制造 72

4.2.3 二氧化铀燃料的堆内行为 76

4.3 MOX燃料及其应用 82

4.4 核燃料循环 82

4.4.1 铀-钚循环 82

4.4.2 钍-铀循环 83

复习题 84

第5章 包壳材料 85

5.1 包壳材料简介 85

5.1.1 包壳材料的工作环境和对材料的要求 85

5.1.2 包壳材料的选择 85

5.2 锆及其合金 87

5.2.1 金属锆的性能 87

5.2.2 锆合金 87

5.3 锆-4合金 91

5.3.1 锆-4合金堆外性能 91

5.3.2 锆合金包壳管的制造工艺 93

5.3.3 锆合金包壳管的堆内行为 95

5.3.4 失水条件下锆合金包壳的行为 101

复习题 104

第6章 结构材料 106

6.1 压力容器材料 106

6.1.1 压水堆压力容器的特殊性 106

6.1.2 压力容器的结构及选材要求 107

6.1.3 压力容器全寿期监督的必要性 108

6.1.4 压力容器制造关键工艺 110

6.1.5 压力容器钢的性能要求与试验方法 111

6.2 奥氏体不锈钢 113

6.2.1 不锈钢的历史 113

6.2.2 不锈钢的分类及应用 114

6.2.3 奥氏体不锈钢的性能 117

6.2.4 奥氏体不锈钢中的常见相 118

6.3 镍基及铁镍基耐热合金 119

6.3.1 成分特点和强化措施 119

6.3.2 腐蚀性能 120

6.3.3 蒸汽发生器常见故障和预防措施 120

6.3.4 600合金，690合金及800合金性能比较 122

6.3.5 腐蚀产物造成的一次系统放射性污染积累 122

6.4 核电厂结构常用金属材料 122

6.4.1 碳钢 122

6.4.2 钛及钛合金 125

6.4.3 轴承合金 127

6.5 材料选择基础 129

复习题 130

第7章 反应堆其他材料 131

7.1 控制材料 131

7.1.1 控制方式和控制特点 131

7.1.2 主要的控制材料 132

7.2 慢化和反射材料 134

7.3 冷却剂材料 135

7.4 屏蔽材料 136

7.4.1 非金属屏蔽材料 136

7.4.2 金属屏蔽材料 137

7.4.3 混凝土 137

7.4.4 有机屏蔽材料 138

复习题 138

第8章 老化管理和失效分析基础 139

8.1 老化管理 139

8.1.1 关键设备 139

8.1.2 核电厂的老化管理思路 139

8.1.3 国外老化管理经验和前期工作 140

8.2 失效分析基础 141

8.2.1 断裂的种类 142

8.2.2 断裂的过程 144

8.2.3 失效分析方法 145

8.2.4 扫描电镜下的断口特征 146

8.3 失效分析时的注意事项 155

8.4 失效分析的一些实例 156

8.4.1 实例1 燃料元件锆包壳管表面“岛形麻点”分析 156

8.4.2 实例2 碘应力腐蚀试件的早期破损 157

8.4.3 实例3 钠回路管道的缺陷分析 158

8.4.4 实例4 微堆工艺管腐蚀分析 161

8.4.5 实例5 机车曲轴断裂 163

8.4.6 实例6 控制棒驱动机构处导向管漏水事件 164

8.4.7 实例7 吊篮下部支撑件的压盖螺栓断裂 165

8.4.8 实例8 导套管磨损 165

8.4.9 实例9 主泵失效事件 166

8.4.10 实例10 仪表管线漏水事件 167

复习题 170

索引 171

参考文献 174