液态Pb-Bi合金具有中子性能优异、比热容高、熔点低等特点,是加速器驱动次临界系统（ADS）和铅冷快堆（LFR）中液态金属冷却剂的主要候选材料。但是液态Pb-Bi合金会对暴露在其中的核主泵等固态金属部件造成严重的腐蚀,显著降低其使用寿命。微弧氧化技术可以在金属表面原位生长出一层陶瓷膜层,该膜层具有良好的耐腐蚀性能。本文采用微弧氧化技术对钢铁材料进行表面处理,以提高核反应堆部件的使用寿命。因此,本文以核反应堆装置常用构件材料（316L不锈钢）作为研究对象,通过组合工艺在其表面获得一层微弧氧化陶瓷膜层,并对该膜层在液态Pb-Bi合金中的耐蚀性能进行研究,为延长核反应堆关键部件的使用寿命提供重要的理论依据。本文首先采用CMT熔钎焊的方法,通过优化送丝速度和焊接速度,以搭接的形式在316L不锈钢表面获得组织性能优异并具有一定结合强度的6061铝层。然后以铝层作为中间层,对其表面进行微弧氧化处理,对比分析不同工艺参数下陶瓷膜层的表面形貌、粗糙度、厚度等,并且结合正交试验法对参数进行优化。最后将微弧氧化试样和对比试样在400℃液态Pb-Bi中分别进行不同时间的静态腐蚀试验。试验结果表明:采用CMT焊接方法,并添加ER4043铝硅焊丝,能够实现6061铝合金和316L不锈钢的有效连接,焊接参数变化对焊接接头宏观形貌有显著影响。焊接过程中,除了Al、Fe、Si,不锈钢中的Cr、Ni元素也发生了微量的扩散,熔钎焊界面处生成以FeAl₃、Fe₂Al₅和Al_0.5Fe₃Si_0.5为主要相的金属间化合物层,且其厚度受热输入影响较大。金属间化合物层过厚过薄都会影响接头力学性能,当其厚度为1.5μm时剪切强度最高可达50MPa。综合微观组织和力学性能,焊接速度270 mm/min,送丝速度2.7 m/min为最优工艺参数。通过微弧氧化制备的陶瓷膜层主要由γ-Al₂O₃相和α-Al₂O₃相组成。电流密度、氧化时间、脉冲频率和占空比对膜层的表面形貌、粗糙度、厚度有一定的影响,其中电流密度和氧化时间的影响较为显著。通过正交试验结果分析,当电流密度5 A/dm²,氧化时间30 min,频率450 Hz,占空比8%时,膜层厚度适中,表面粗糙度较小。未经微弧氧化处理的焊缝试样经过200 h的腐蚀试验后,表面发生了大面积的基体脱落,有明显的腐蚀迹象。316L不锈钢经过1000 h腐蚀试验后,表面形成了成分为Fe₃O₄和FeCr₂O₄的氧化层,该氧化层无法阻止Pb、Bi的渗透。微弧氧化处理后的试样与腐蚀前相比没有明显的变化,没有出现腐蚀坑洞和Pb、Bi的渗透。综合试验结果,陶瓷膜层可以有效的阻止基体材料组分元素向液态Pb-Bi的溶解和Pb、Bi的渗透。