M5合金的高温低周疲劳性能研究

M5合金是一种适用于高燃耗组件的新型锆合金,主要用作燃料棒包壳、端塞、导向管和定位格架材料。采用棒材试样,对M5合金在375℃温度下进行了5个应变水平的低周疲劳实验,应变比R=-1。对合金的循环响应特征进行了分析,并根据实验数据拟合出了疲劳寿命曲线和方程。用扫描电镜分析了低周疲劳样品的断口,讨论了合金的低周疲劳断裂特征。结果表明,在循环变形过程中,M5合金表现出了明显的硬化、饱和、软化阶段,其中饱和阶段所占比例较大,而硬化和软化阶段所占比例较小;其循环应变寿命特性遵循Coffin-manson关系;疲劳裂纹均起源于试样表面,且存在有多个裂纹源,断裂区布满发达的韧窝,属于明显的韧性断裂。     

预变形对锆合金拉伸性能的影响

<正>北京航空材料研究院王旭等人分析了不同预变形量下退火态Zr-4合金的显微组织,研究了预变形量对退火态Zr-4合金室温和350℃下拉伸性能的作用规律,并通过扫描电子显微镜(SEM)及透射电子显微镜(TEM)对不同预变形量试样的显微形貌、位错组态及其分布情况进行了分析。拉伸试验结果表明:随着预变形量的增加退火态Zr-4合金在室温和高温下的屈服强度和抗拉强度均显著提高,断面收缩率和延伸率有一定的降低。对不同预变形量试样的显微形貌及位错分布情况的     

不同状态V-5Cr-5Ti合金的拉伸性能及其强化机制研究

通过对热锻开坯后V-5Cr-5Ti合金开展冷轧变形和热处理实验,利用万能试验机、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)研究了V-5Cr-5Ti合金的拉伸性能及其强化机制。结果表明:V-5Cr-5Ti合金冷变形后,位错密度急剧增加,合金在拉伸应力-应变曲线中屈服现象消失,1000℃×1 h热处理后,由于位错受到气团的钉扎作用产生明显的屈服现象。冷变形后V-5Cr-5Ti合金的屈强比急剧升高,变形量为40%时,合金的屈强比为0.99。1000℃×1 h热处理后合金屈强比上升缓慢,当变形量为80%时,合金的屈强比显著升高,由0.70上升到0.79,其中80%冷变形V-5Cr-5Ti合金退火热处理后抗拉强度、屈服强度和延伸率平均值分别为487.3 MPa,382.7 MPa和26.2%。V-5Cr-5Ti合金在冷变形过程中,位错增殖迅速,强度急剧升高,合金强化机制以形变强化为主;1000℃×1 h热处理后,合金发生再结晶转变,形变强化效果消失,合金强化机制以细晶强化和第二相强化为主。     

5-Br-PADAP分光光度法测定锆合金中铌

采用硫酸铵和硫酸溶解,在硫酸介质中选择5-Br-PADAP乙醇溶液作为显色剂,沸水浴10min后,流水冷却至室温,在波长610nm处进行测定,建立了5-Br-PADAP分光光度法测定锆合金中铌含量的分析方法。在最佳的分析条件下,铌质量浓度在0~0.8μg/mL范围内与其吸光度呈线性关系,相关系数r=0.999 0,摩尔吸光系数ε=5.9×10~4 L/(mol·cm)。按照实验方法测定锆合金中铌,结果的相对标准偏差(RSD,n=11)分别为2.9%和1.9%,并与电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定结果基本一致。     

表面机械研磨处理工业纯锆的组织和拉伸性能研究

对退火态工业纯锆试样分别进行了5,15,30和45 min的表面机械研磨处理,利用光学显微镜和扫描电子显微镜观察了试样的微观组织,对其表层晶粒尺寸进行了X射线衍射分析、采用维氏显微硬度仪测量了沿层厚方向的硬度,并进行了室温拉伸性能测试。实验表明,经过表面机械研磨处理,在强烈塑性变形作用下试样表层晶粒尺寸能够细化到纳米尺度,而且随处理时间增加而进一步降低,经过45 min处理后试样表层晶粒尺寸可以达到25 nm左右;处理后在试样的次表层形成了一定深度的变形层,具有较高的孪晶密度,并且变形层厚度随处理时间延长而提高。试样表层形成的纳米结构使其显微硬度获得了显著提高,并随处理时间增加而进一步提高;沿层厚方向试样显微硬度逐渐降低,与微观组织的变化一致。拉伸试验表明,表面机械研磨能够使试样得到强化。随处理时间的增加,试样屈服强度和抗拉强度能够得到明显改善,而试样的延伸率则随处理时间的增加而降低。对经过45 min处理的试样,其屈服强度和抗拉强度分别为324和414 MPa,相对于原始试样分别提高了11.7%和8.7%,延伸率为23%,降低了30.9%,拉伸断口主要形貌特征为韧窝,处理层和中心层呈现不同的组织特征。     

低氧含量V-5Cr-5Ti合金的高温拉伸性能研究

采用真空电子束熔炼技术制备了低氧含量(0.018％～0.022％,质量分数)的V-5Cr-5Ti合金,利用光学显微镜(0M)、电子万能试验机和扫描电镜(SEM)研究了该合金在25,300,900和1100℃温度下的拉伸力学性能及断裂行为特点.结果 表明:变形后的低氧含量V-5Cr-5Ti合金在1020℃×1.5 h的真...     

SPD技术对锆及锆合金力学行为影响研究现状

综述了锆及锆合金剧烈塑性变形(SPD)后性能变化的研究进展,系统阐述了锆及锆合金经剧烈塑性变形后显微硬度、拉伸/压缩性能、高低周疲劳性能,重点介绍了SPD技术在纯锆、Zr-Nb系合金中的应用.经过剧烈塑性变形后,锆及锆合金的抗拉强度及屈服强度均显著提升,但依据剧烈塑性成形轨迹、合金成分、第二相分布、热处理制度不同,其提...     

室温大气环境下欠时效态3J21合金的拉伸性能

在万能拉伸试验机上对室温大气环境下欠时效态3J21合金的拉伸性能进行研究,并采用金相显微镜、X射线衍射仪对欠时效态金相组织及物相进行分析,采用TEM对固溶态、欠时效态试样及拉伸断口附近形变的显微组织进行分析,采用扫描电镜（SEM）对拉伸断口进行观察。结果表明,室温大气环境下欠时效态3J21合金的拉伸断口为韧窝断口,断口附近显微组织中滑移线之间的距离较小。欠时效态3J21合金具有较好的强度和塑性配合。同时讨论了室温大气环境下欠时效状态对3J21合金拉伸性能的影响。     

稀土铜铬锆合金性能的研究

本文研究了稀土含量和时效处理对铜铬锆合金性能的影响。结果表明:稀土含量增加,合金的硬度、晶粒尺寸增大,适量的稀土含量可提高合金的导电率。时效温度增加,合金的导电率提高,但对合金硬度的影响有个最佳值。最后还给出了最佳的热处理工艺。     

钪、锆对Al-Cu-Mg-Fe-Ni系铝合金显微组织与力学性能的影响

通过添加钪,锆,调整铜量,配制实验合金,采用Ｘ射线衍射,透射电镜,扫描电镜,硬度测量,拉伸试验等手段研究了实验合金挤压棒材组织性能,探讨了含钪,锆的Ａｌ－Ｃｕ－Ｍｇ－Ｆｅ－Ｎｉ系合金的强韧化机理。在２６１８铝合金中添加钪,锆使合金的组织性能得到了明显改善,但钪,锆不宜过量。     

厚壁锆合金管材超声波探伤方法研究

分别尝试采用纯横波、横波纵波相结合、双角度纵波斜入射3种超声波探伤方法,对某壁厚与外径比（t／D）为0．25的锆合金厚壁管进行探伤对比实验。结果表明：纯横波法杂波干扰大,且内壁缺陷容易漏检,不适用于该规格锆管的检测;而横波纵波相结合和双角度纵波斜入射的方法均能准确的发现内、外壁缺陷,且杂波干扰小,探伤重复性好;纵波斜入射法简便易行,但探伤效率较低,适合于小批量厚壁管材探伤,而横波纵波相结合法更适用于大批量厚壁管检测,这2种方法同样适用于t／D更大的管材探伤。     

Al-Mg-Sc合金的拉伸性能和显微组织研究

研究了Al-5.63Mg-0.13Sc(wt%)合金经过250℃和300℃退火后室温的拉伸性能和显微组织特征；分析了Sc对合金组织与拉伸性能的影响。结果表明：退火后拉伸强度先迅降低，但随着退火时间延长，拉伸性能稳定保持不变。透射电镜观察表明，在Al-Mg-Sc合金中，Sc以细小的Al3Sc粒子的形式在晶内及亚结构上析出，它强烈地钉扎或阻碍位错的运动，稳定亚结构。Ml-Mg合金添加Sc能使该合金在应变硬化和稳定化处理后具有良好的机械性能。     

Zr-Sn-Nb-Fe-Cr合金的电子束焊接性能研究

研究了Zr-Sn-Nb-Fe-Cr锆合金真空电子束焊接样品的拉伸和抗腐蚀性能,结果表明,焊接样品室温和375 ℃的拉伸性能略低于母材;焊接样品在500 ℃过热蒸汽中腐蚀500 h未出现疖状腐蚀现象,但腐蚀增重略大于母材;在400 ℃过热蒸汽中腐蚀320 d及360 ℃水中腐蚀520 d,样品焊缝处颜色均为黑亮,未出现白色、棕色等腐蚀产物.根据实验结果拟合出了焊接样品的腐蚀增重曲线.     

锆合金的织构及其对性能的影响

锆合金被广泛应用于核反应堆中，作为燃料元件的包壳材料或堆内结构部件，织构会影响其众多的应用性能，因此织构的研究及控制在锆合金的开发利用中具有重要作用。综述了，锆合金塑性变形的滑移和孪生系统；锆合金管板材的织构特点及控制方法；热轧温度对锆合金板材织构的影响以及退火处理锆合金织构的演化；并分别总结了织构与锆合金屈服强度、蠕变强度、碘致应力腐蚀开裂、氢化物取向分布以及辐照生长等性能的相互关系。     

热处理对马氏体不锈钢5Cr15MoV冷轧退火板组织和性能的影响

研究了950～1 200℃正火处理对5Cr15MoV钢(%:0.50C、14.16Cr、0.66Mo、0.12V、0.39Ni)2mm冷轧退火板的力学性能和5%NaCl 35℃盐雾耐蚀性能的影响。结果表明,当950～1 150℃正火处理时随温度升高,钢中碳化物减少,硬度升高;1 200℃正火处理时,钢的基体中存在一定量残留奥氏体,硬度下降;正火温度超过1 100℃时,钢的耐蚀性降低,容易发生晶间腐蚀。在1135℃正火,可取得较高的硬度和良好的耐蚀性。     

V5Cr5Ti合金的高温拉伸性能及其断口特征

采用真空自耗重熔法制备了V5Cr5Ti合金,测试了V5Cr5Ti合金的高温拉伸性能,分析了高温拉伸断口的宏观、微观形貌,探讨了钒合金的断裂机理。结果表明：随温度升高,V5Cr5Ti合金的强度性能下降,塑性性能先降低后升高;在700～900℃,V5Cr5Ti合金仍具有良好的强韧性综合性能;其高温断口特征表现为韧性断裂为主,韧性和脆性特征共存的现象。     

氮合金化对20Cr13Mo退火组织和性能的影响

为了研究氮合金化对20Cr13Mo退火组织和性能的影响以及此时氮元素的存在形式,对20Cr13Mo添加了适量的氮,然后分别通过扫描电镜、多通道恒电位仪和透射电镜等分析方法进行试验分析。结果表明,在20Cr13Mo中加入适量氮元素后,其退火态组织明显细化,抗拉强度和屈服强度分别提高了88.12和87.8 MPa,但是由于退火后氮元素主要是以Cr2N的形式存在于晶界处,Cr2N的析出造成基体铬含量下降,从而导致点蚀电位下降45 mV。