随着人类生活水平不断提高,人们对能源的需求大幅度增加,传统能源的大量消耗对环境压力持续增大,为此大力发展清洁能源-核能成为我国能源战略之一。为实现技术革新,我国引进第三代核电站-AP1000核电站,所使用的是屏蔽式电机。由于核电站多建在沿海附近,海洋大气中的微小的氯化物颗粒及盐雾对金属零件的表面会产生腐蚀作用。为保证核电的安全,核电系统必须具有很高的耐蚀性能,因此,在核电关键零部件制造中大量采用哈氏合金与不锈钢等耐蚀性好的材料。AP1000核主泵定子屏蔽套采用的是哈氏合金C-276,与其相连的端盖部分材质则采用304不锈钢。在电机主泵零部件生产中会大量采用焊接方法,对C-276合金及其与304不锈钢使用传统的熔化焊接方法如TIG焊,由于焊接热输入量高,焊接接头热影响区较宽,焊缝晶粒粗大,且易生成有害相,使得焊缝耐蚀性差,成为影响材料的使用寿命最薄弱区域,为此需要寻求更先进的焊接方法。激光焊是一种新兴焊接方法,由于能量集中且密度高、热输入量低等特点,在对镍基合金、不锈钢等材料的焊接中表现出很大的优势,受到国内外学者广泛关注,出现对镍基合金及其不锈钢的激光焊接接头的微观组织及其力学性能大量研究,但接头处的耐蚀性很少提及,缺乏系统研究。为此本文将采用脉冲激光焊接方法制备成型良好的C-276合金/C-276合金和C-276合金/304不锈钢焊接接头,采用金相观察、扫描电镜观察(SEM)及能谱分析(EDS)等方法观察激光焊接接头的微观组织和元素分布,分析其微观组织形态及元素分布规律;分别从晶间腐蚀、电化学腐蚀和应力腐蚀三个方面对焊接接头的耐蚀性进行研究,结合微观组织分析其腐蚀机理,研究结果表明:(1)焊接参数为78A、7.5ms、9Hz和190mm/min的C-276/C-276脉冲激光焊接头平整,成型良好,无明显热影响区。激光焊接作用下焊缝组织包括柱状晶、胞晶和等轴晶,晶粒尺寸明显细化,对比20-30μm的母材晶粒尺寸,焊缝最小晶粒尺寸为2-3μm。对焊缝进行能谱扫描,发现有轻微元素偏析,晶界处的Mo元素含量略有降低。(2)晶间腐蚀试验结果表明,焊缝处有明显的晶间腐蚀趋势,主要是焊缝晶界处有贫Mo现象。电化学腐蚀试验表明,中性、酸性和碱性溶液中的C-276合金/C-276合金焊缝耐蚀性均优于母材,主要与焊缝晶粒细化有关。在中性溶液中,C-276合金与C-276合金/C-276合金焊缝发生选择性腐蚀,划伤处腐蚀明显,其余部分腐蚀较浅;在酸性溶液中,C-276合金与焊缝均发生晶间腐蚀,是Mo元素偏析导致;在碱性溶液中,C-276合金与焊缝腐蚀类型均为点蚀,与晶格缺陷有关。C-276合金/C-276合金激光焊接接头慢应变速率拉伸的结果表明,在空气与腐蚀溶液中试样均没发生断裂,接头处的力学性能良好,但腐蚀溶液中接头处的延伸率与收缩率明显下降,说明腐蚀溶液对材料的力学性能有影响。(3)C-276合金与304不锈钢在脉冲激光焊接参数为75A、7ms、8Hz及180mm/min下进行焊接,焊接接头成型良好,焊缝呈现旋涡状,组织包括柱状晶、等轴晶,晶粒尺寸较母材明显细化。在焊接过程中,合金元素重新分配,有元素偏析现象,但其焊缝处未形成析出相。(4)C-276合金/304不锈钢焊缝晶间腐蚀试验结果表明,C-276合金耐蚀性最好,其次为焊缝,最差为304不锈钢。C-276合金、304不锈钢及其焊缝电化学腐蚀结果表明,中性和酸性溶液中的耐蚀性大小为C-276合金>焊缝>304不锈钢,碱性溶液为焊缝>304不锈钢>C-276合金。在中性溶液中,304不锈钢发生局部腐蚀,焊缝发生均匀腐蚀;在酸性溶液中,304不锈钢与焊缝均属于晶间腐蚀,这与元素偏析有关,焊缝由于晶粒细小,整体腐蚀均匀;在碱性溶液中,304不锈钢及焊缝表面有较大且深的腐蚀坑,这与钝化膜缺陷有关,其中焊缝的腐蚀坑主要集中在下表面,与元素分布有关。在慢应变应力拉伸试验中,空气中与腐蚀溶液中的C-276合金/304不锈钢接头试样断裂所用时间分别是64h与50h,腐蚀溶液中试样的延伸率及断面收缩率均较空气中下降,溶液对接头的应力腐蚀敏感性有一定影响,断裂类型均属于韧窝断裂与沿晶断裂混合断裂。