3种锆合金的高温氧化行为

对Zr-A和Zr-B锆合金在700-1200℃的O_2中进行了等温氧化实验,观察了合金的氧化动力学行为和基体微观结构演变,并与低Sn的Zr-4合金作了对比.结果表明,700—1200℃氧化时,3种锆合金的动力学曲线基本服从抛物线规律,Zr-B合金在700℃氧化1200 s后速率出现转折;800℃时Zr-A和Zr-B合金的氧化速率出现转折;1000℃时3种合金动力学曲线由抛物线变为近似直线;1100℃以上氧化时,动力学曲线呈抛物线规律,未出现转折.在1100℃以上氧化时,合金成分对3种合金的高温氧化性能影响甚微.依据氧化增重数据得到了3种合金在700—1200℃氧化反应的抛物线速率常数K_p的表达式.     

N18锆合金在500℃空气中的氧化行为

对我国自主开发的N18锆合金在500℃空气中的氧化行为进行了研究.结果表明,N18锆合金在500℃空气中氧化时,在大约100 h时合金试样的氧化行为发生从抛物线到线性的规律转变,转折前的氧化膜为黑色致密的氧化膜,氧化速率常数KC=1.0×10-11kg2/m4.s,激活能Q=125.866 kJ/mol;转折后的氧化膜中出现类似分层现象,氧化速率常数KL=2.0×10-8kg2/m4.s,激活能Q=123.117kJ/mol.N18锆合金在500℃空气中的氧化动力学规律与Zr-4合金的相似,但Zr-4合金发生转折的时间约为50 h.实验证明,N18锆合金在500℃空气中的抗氧化性能优于Zr-4合金.     

N18锆合金在500 ℃空气中的氧化行为

对我国自主开发的N18锆合金在500 ℃空气中的氧化行为进行了研究.结果表明,N18锆合金在500 ℃空气中氧化时,在大约100 h时合金试样的氧化行为发生从抛物线到线性的规律转变,转折前的氧化膜为黑色致密的氧化膜,氧化速率常数KC=1.0×10-11 kg2/m4·s,激活能Q=125.866 kJ/mol;转折后的氧化膜中出现类似分层现象,氧化速率常数KL=2.0×10-8 kg2/m4·s,激活能Q=123.117 kJ/mol.N18锆合金在500 ℃空气中的氧化动力学规律与Zr-4合金的相似,但Zr-4合金发生转折的时间约为50 h.实验证明,N18锆合金在500 ℃空气中的抗氧化性能优于Zr-4合金.     

Zr—4合金中第二相的研究

应用透射电子显微镜研究了Zr-4合金经各种热处理后的微观结构,确定了第二相的晶体结构。经β相固溶处理后,板条α-Zr晶界上析出的第二相为C_(15)型Zr(Fe、Cr)_2Laves相,重新在α相区不同温度加热后存在C_(15)型私C_(14)型两种结构的Zr(Fe、Cr)_2Laves相。此外,本文对Zr-4合金中第二相的种类进行了讨论。     

加工工艺对Zr—4管抗疖状腐蚀的影响

应用高压釜，金相及电子显微镜等研究了不同加工工艺的Ｚｒ－４包壳的疖状腐蚀行为。结果表明，改进工艺加工的管材比常规工艺加工的管材有更优良的抗疖状腐蚀性能，去应力试样比再结晶试样有较强的抗疖状腐蚀能力，影响Ｚｒ－４合金抗腐蚀性能的主要因素是Ｆｅ和Ｃｒ合金元素在α－Ｚｒ中的固溶含量，而不是第二相粒子的大小。     

锆-4合金包壳管抗疖状腐蚀性能研究

阐述了锆-4合金包壳管疖状腐蚀机理及改善疖状腐蚀性能的途径,并通过生产实践证明采用高Fe和Cr化学成分和低温加工工艺改善锆-4合金包壳管抗疖状腐蚀性能的方向是正确的、可行的.目前采用低温加工工艺生产的锆-4合金包壳管已达到技术条件要求,保证了反应堆在燃耗寿期内的安全运行.     

新锆合金水侧腐蚀性能研究

通过对国产新锆合金N18、N36的堆外腐蚀性能考验,获得了新锆合金的腐蚀和吸氢数据,并与Zr-4合金的数据进行了比较.实验结果表明与Zr-4相比,N18、N36的抗腐蚀性能得到了明显的提高.     

Zr-4合金板α相高温区轧制的织构演化

用(0002)正极图和织构取向因子等方法,研究了a相高温区沿原板材的轧向和横向轧制63%的Zr-4合金板的织构。实验结果表明:Zr-4合金板材在a相高温区轧制后的织构与原料板材的织构有关,这是由它的形变机制决定的。Zr-4合金板在a相高温区轧制时,{10`11}<`2113>和{11`21}<`2113> 锥面滑移是主要的形变系统,所以轧制后形成基极取向集中于轧面法向的织构。沿原始板材的轧向进行轧制时,部分晶粒中的{`1010}<`12`10>柱面滑移开动,使轧制后的ft大于fl;沿原始板材的横向进行轧制时,{11`21}<`1`126>孪生的作用使基极沿轧面法向上的取向增强。     

PWR燃料元件包壳新型锆合金的堆外性能(英文)

发展了两种新型锆合金(N18,N36)作为PWR燃料元件包壳材料。研究了N18,N36两种锆合金的堆外性能。研究表明,具有均匀弥散分布的细小β-Nb或Zr(Fe,Cr)2第二相粒子的新合金表现出最好的抗腐蚀性能,N18和N36合金都有优良的耐腐蚀性能。合金的吸氢行为与其腐蚀行为成对应关系,而两种新型锆合金的吸氢比Zr-4合金的低。两种新锆合金的拉伸强度、爆破和蠕变性能也优于Zr-4合金。此外,两种新锆合金的热物理性能、织构和应力腐蚀行为相当或优于Zr-4合金。     

我国高性能锆合金的发展

文章介绍锆合金开发与研究的现状,着重概述我国高性能锆合金的发展.我国在跟踪国际锆合金发展的同时,通过对改善锆-4合金耐腐蚀性能的研究,研制出了具有工艺代表性的改进型锆-4合金包壳材料,且开发了两种新型锆合金.新型锆合金的堆外性能研究结果表明,它们的抗疖状腐蚀和抗吸氢性能优于锆-4合金,其他性能好于或与锆-4合金相当,综合性能明显优于锆-4合金.