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能源问题一直是困扰世界各国的难题，随着传统能源逐渐枯竭以及生存环境的恶化，新能源的开发迫在眉睫。核能的发展可以解决能源危机问题，但却生成具有放射性污染的核废料;核废料的处理问题是制约着核电发展的关键因素之一。ADS嬗变系统可以利用核废料为燃料，再次发生核裂变反应，不仅提高核废料的利用率，而且降低了核废料的污染性，完善地解决了核废料处理问题。液态铅铋共晶合金(Lead-bismuth eutectic，LBE)由于具有良好的导热性和中子物理学特性，被认为是ADS嬗变系统首选的散裂靶兼冷却剂。然而液态LBE对承载金属结构件具有强腐蚀性，给系统的安全性带来了前所未有的挑战。在上述极端工作环境下，ADS嬗变系统散裂靶用结构材料需要同时满足耐高温、抗辐照、耐液态LBE腐蚀三项苛刻的性能要求，且保持一定的力学强度。SIMP系列钢正是为ADS嬗变系统散裂靶用结构材料而研制的新型铁素体/马氏体耐热钢。 早期对此类环境下服役的钢种的性能评价由于实验条件的限制，多研究单一因素的影响，并不考虑两种或两种以上影响因素耦合条件，因此不符合实际工作情况。目前国内外对在高温、液态LBE腐蚀作用下的持久性能研究还较少，因此，本文通过自主研制静态液态金属腐蚀实验装置及静态液态金属腐蚀持久试验装置，对600℃、含饱和氧的静态液态LBE中SIMP钢及对比材料T91钢的持久性能进行了研究。通过对比常规持久性能，发现液态LBE对SIMP钢的持久性能基本无影响，但对T91钢，在高应力持久实验中即对其持久寿命造成一定的下降。断口纵截面观察表明，T91钢、SIMP钢表面均生成一层氧化膜，但T91钢在颈缩段的氧化膜完全脱落，SIMP钢局部脱落，对比说明SIMP钢的氧化膜强度明显高于T91钢。 为了更深入了解液态LBE对持久性能的影响机理，对SIMP钢在液态LBE中的腐蚀氧化行为进行了更全面的研究。选取SIMP6钢、SIMP7钢、Tg1钢、CLAM钢以及EP钢作为对比材料，对腐蚀氧化膜的结构、生长机制及氧化膜/基体结合强度进行了系统性研究。研究发现除EP钢外均形成双层氧化膜，外层为竹叶状Fe3O4层，沿原始表面向外生长;内层为片层状Fe-Cr尖晶石层，沿原始表面向内生长。EP钢虽然也拥有双层氧化膜，但没有明显界面，生长机制也不明确。在5000h腐蚀后，SIMP钢拥有最薄的氧化膜，同时结合强度明显高于其它对比钢。T91钢腐蚀氧化膜在应力作用下更容易产生裂纹，且由于T91钢中的Cr、Si含量较SIMP钢低，捕获O的能力较差，液态LBE更容易润湿其裂纹尖端，增加了LME发生的可能性，导致T91钢在高应力下的持久寿命有所下降。