核電作為一種清潔、高效的發(fā)電方式，已成為滿足國(guó)家電力需求、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、保障能源安全和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的重大戰(zhàn)略舉措。同時(shí)，也是減少環(huán)境污染、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)發(fā)展的有效途徑。近幾年來，我國(guó)核電發(fā)展很快，在役核電機(jī)組繼續(xù)保持安全穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)年累計(jì)發(fā)電量同比增長(zhǎng)6.6%。然而，核能的開發(fā)利用在帶來巨大社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也帶來了不少的安全問題，繼福島核電站事故以后，我國(guó)對(duì)核電安全問題予以了高度重視。如何處置高放廢物已經(jīng)成為核能利用迫切需要解決的重要課題，也是關(guān)系到核能可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素。
世界上公認(rèn)的最合理的放射性廢物處置方法是將放射性廢物進(jìn)行固化處理，然后再對(duì)得到的放射性廢物固化體進(jìn)行地質(zhì)處置，把高放廢物與人類生存環(huán)境進(jìn)行長(zhǎng)期、可靠地隔離，最大程度地減少或者消除高放廢物對(duì)自然界以及人類造成的影響。高放廢物儲(chǔ)置罐是高放廢物固化處理之后的專用容器。高放廢物玻璃固化是發(fā)展較早、技術(shù)較為成熟，且已經(jīng)得到30多年實(shí)際工程應(yīng)用的處理方法。在法國(guó)、英國(guó)、美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家已被廣泛采用，我國(guó)目前尚處在實(shí)驗(yàn)研究階段，儲(chǔ)置罐選用材料為310S奧氏體不銹鋼。在實(shí)際焊接罐體時(shí)，發(fā)現(xiàn)焊接熱影響區(qū)粗晶區(qū)（CGHAZ）的晶粒粗化嚴(yán)重。導(dǎo)致奧氏體不銹鋼CGHAZ的沖擊韌性的下降，裂紋擴(kuò)展功的減少以及脆性轉(zhuǎn)折溫度的提高，尤其當(dāng)晶粒出現(xiàn)大小不均勻的情況時(shí)，還會(huì)造成應(yīng)力集中，及其容易產(chǎn)生脆性斷裂，從而限制了奧氏體不銹鋼的使用和適用范圍。目前，在實(shí)際工業(yè)應(yīng)用中，抑制焊接熱影響區(qū)晶粒長(zhǎng)大的方法有三種。第一種是調(diào)整焊接工藝，即通過減小焊接電流以及加快焊接速度的方法降低焊接熱影響區(qū)的晶粒尺寸，但這種方法會(huì)大大降低焊接質(zhì)量和焊接效率。第二種是相變，即通過熱處理，使得焊接熱影響區(qū)的相發(fā)生相變，轉(zhuǎn)變成晶粒尺寸比較小的相。由于310S奧氏體不銹鋼從室溫到固相線都為全奧氏體組織，不會(huì)發(fā)生相變，因此不能通過相變的方法調(diào)節(jié)組織。第三種是在母材的基礎(chǔ)上，加入某些合金化元素，使得界面處析出第二相質(zhì)點(diǎn)、微細(xì)顆粒等，可起到釘扎晶界的作用。從而阻礙晶界遷移。這種方法適用性強(qiáng)，抑制作用明顯。310S奧氏體不銹鋼是一種高鉻鎳的全奧氏體不銹鋼，其中含有25%的Cr和高達(dá)20%的Ni，能夠保持較好的耐腐蝕性和力學(xué)性能，因此，我國(guó)實(shí)驗(yàn)研究階段試制的高放廢物儲(chǔ)置罐主要采用310S奧氏體不銹鋼。目前310S鋼的主要牌號(hào)有國(guó)內(nèi)寶鋼集團(tuán)和太鋼集團(tuán)的06Cr25Ni20,美國(guó)ASTM標(biāo)準(zhǔn)和UNS標(biāo)準(zhǔn)的牌號(hào)分別為310S和S31008，韓國(guó)KS標(biāo)準(zhǔn)中牌號(hào)為STS310S，歐盟BSEM標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)為1.4845，澳大利亞AS標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)為310S。
隨著我國(guó)核電事業(yè)的發(fā)展，高放廢物的處理問題成為重大的難題，而高放廢物儲(chǔ)置罐的深地質(zhì)處置成為目前解決高放廢物問題的好方法。因此探索改善310S焊接熱影響區(qū)晶粒粗大的問題成為目前亟待解決的問題。