加速器驱动次临界系统(accelerator driven sub-critical reactor system，ADS)是为了安全高效处理核废料而提出的先进核装置。液态铅铋共晶(lead-bismuth eutectic，LBE)合金因具有优异的热中子学性能、物理性能和化学性能，已成为国际上公认的ADS系统散裂靶及冷却剂的首选材料。然而，ADS系统苛刻的服役环境对结构材料的耐高温、耐辐照和耐液态金属腐蚀性能提出了更高的要求，材料问题已成为制约ADS系统从概念设计发展到工业应用的瓶颈问题之一。本文以课题组自主研制的ADS系统用高Si含量9-12％Cr铁素体/马氏体钢（HSiF/M钢）为研究对象，系统研究了不同实验条件下HSiF/M钢与液态LBE合金的相容性。论文的主要研究内容和结论包括:　　(1)利用自主研制的静态铅铋腐蚀装置，以商用T91钢为对比材料，评估了HSiF/M钢在550℃含饱和氧浓度的静态LBE合金中的抗腐蚀性能。研究结果表明，HSiF/M钢和T91钢表面均生成了典型的双层氧化膜，HSiF/M钢的抗铅铋腐蚀性能明显优于商用T91钢。　　(2)利用预变形（预拉伸、预压缩）模拟成品部件在制造、运输、安装等过程引入的塑性变形，研究了不同预变形方式和程度对HSiF/M钢抗铅铋腐蚀性能的影响。使用聚焦离子束、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、电子探针以及能谱分析等技术对预变形HSiF/M钢表面生成的氧化膜及其对应基体的显微结构、元素分布进行了深入研究。研究结果表明，预变形使HSiF/M钢表面局部氧化膜结构发生改变，出现无内氧化区和/或氧化膜减薄现象。研究发现，预变形试样表面非正常氧化膜的出现与预变形在材料中引入的高密度位错和非平衡晶界，能够加速氧化过程中Cr的扩散，并且促进富Cr的M23C6的析出和/或长大，进而在内层氧化膜中形成的高富Cr带有关。　　(3)自主研制了高温液态金属环境慢应变速率拉伸实验装置，研究了HSiF/M钢、T91钢和预变形HSiF/M钢在200-500℃含饱和氧浓度的液态LBE合金中应变速率为10-4s-1时的脆化敏感性。发现HSiF/M钢和T91钢的液态金属致脆温度区间均为300-350℃，表明自主研制的HSiF/M钢在提高材料抗铅铋腐蚀性能的同时，并没有增加其在液态LBE合金中的脆化敏感性。　　与未变形HSiF/M钢相比，预变形使HSiF/M钢发生液态金属致脆的温度区间扩大至200-350℃。这是由于预变形使材料中产生大量位错和非平衡晶界，提高了晶界处的扩散系数，在慢应变速率拉伸过程中能够加速金属脆化原子沿晶界向基体的渗入，缩短脆性裂纹萌生的孕育期，从而在较低温度下促进液态金属致脆现象的发生。　　(4)采用先腐蚀后测力学性能的实验方法，研究了预铅铋腐蚀对HSiF/M钢、T91钢、预拉伸HSiF/M钢拉伸性能的影响。研究结果表明，HSiF/M钢和T91钢在550℃含饱和氧浓度的静态LBE合金中预腐蚀，试样表面生成厚度较薄的保护性氧化膜，有效阻隔了液态LBE合金与基体的直接接触，避免了液态金属致脆现象的发生。因此，预铅铋腐蚀对HSiF/M钢和T91钢在室温和550℃空气中的拉伸性能几乎无影响。　　由于2000h的预铅铋腐蚀时间较短，预拉伸HSiF/M钢表面生成非正常氧化膜的比例极低，并未观察到Pb在非正常氧化膜处渗入内层氧化膜现象，金属脆化原子无法与基体直接接触。因此，预变形HSiF/M经铅铋腐蚀后，在室温和550℃空气中的拉伸性能均未受到液态LBE合金致脆的影响。　　(5)利用自主研制的动态和静态铅铋腐蚀装置，研究了HSiF/M钢、T91钢、预拉伸HSiF/M钢试样在550℃含饱和氧浓度的动态、静态LBE合金中的腐蚀行为。研究结果表明，HSiF/M钢、T91钢、预拉伸HSiF/M钢试样在动态LBE环境下的氧化速率均高于静态LBE环境下的氧化速率，并且在动态LBE环境下氧化膜更容易破损。此外，无论在静态还是动态LBE合金中，HSiF/M钢的抗铅铋腐蚀性能均优于同种腐蚀环境下的T91钢。预变形HSiF/M钢表面生成的非正常氧化膜在流动LBE合金的持续冲刷下更容易破损，恶化了HSiF/M钢在动态LBE合金中的抗腐蚀性能。