内喷砂工艺对Zr-4合金管材表面质量及尺寸的影响

内喷砂处理作为一种锆合金包壳管内表面的机械处理方式,在去除管材内表面退火氧化层及微裂纹缺陷的同时不会造成管材内表面氟残留的增加,有效解决了锆合金包壳管内表面酸洗处理存在的问题.使用φ9.5 mm规格的Zr-4合金包壳管进行了内喷砂试验,研究了内喷砂介质、喷吹次数、喷砂压力及时间对管材内表面质量及尺寸的影响.采用工业内窥镜观察内喷砂后管材内表面质量,采用X射线能谱仪分析不同喷吹次数下管材内表面Si元素并使用高压釜在400±3℃,10.3±0.70 MPa条件下对试样进行72 h均匀腐蚀,采用超声波检测设备对管材全长方向尺寸进行检测.结果表明:随着SiC颗粒粒径的减小,管材内表面质量均匀一致性越好;随着喷吹次数的增加,试样内表面的Si元素趋于稳定,海绵球表面基本干净无异物;当内喷砂压力为0.35～0.45 MPa,内喷砂时间为20～30 s时管材内径去除量满足工艺要求.     

Zr-Sn-Nb系合金包壳管激光打标性能研究

以?9.5 mm的Zr-Sn-Nb系合金成品管材为研究对象,使用专用激光打标机开展了不同打标速度、频率和功率的3组打标实验,打标试样在高压釜内进行400℃均匀蒸汽腐蚀试验,使用超声设备进行超声探伤。结果表明：当打标功率设置为9 W,打标频率设置为28 kHz,打标速度设置为280 mm/s时,打标试样腐蚀前后标识清晰且腐蚀增重最小。打标工艺参数对锆合金包壳管表面质量和腐蚀性能具有显著影响,其中打标功率是控制包壳管标识部位表面质量和耐蚀性能的关键。不同激光打标参数条件下,激光标识均未引入新的缺陷,满足核燃料包壳管激光打标部位超声探伤要求。     

转速对铝铜异种材料水下搅拌摩擦焊接接头组织与性能的影响

采用水下搅拌摩擦焊接(submerged friction stir welding,SFSW)技术对2024-T4铝合金和紫铜进行连接,研究转速对接头微观组织与力学性能的影响。结果表明:接头成型良好,无裂纹、孔洞等缺陷。随转速升高,接头表面平整度提高,大量铜被卷入焊核区(nugget zone,NZ),NZ组织结构逐渐混乱。SFSW过程中,冷却水有效抑制了晶粒粗化和脆性金属间化合物生成。当转速为750r/min时,接头抗拉强度为227MPa,达到铜母材的70.3%,随转速增大,接头的抗拉强度和伸长率降低。     

Zr-Sn-Nb系合金包壳管激光打标性能研究

以?9.5 mm的Zr-Sn-Nb系合金成品管材为研究对象,使用专用激光打标机开展了不同打标速度、频率和功率的3组打标实验,打标试样在高压釜内进行400℃均匀蒸汽腐蚀试验,使用超声设备进行超声探伤。结果表明：当打标功率设置为9 W,打标频率设置为28 kHz,打标速度设置为280 mm/s时,打标试样腐蚀前后标识清晰且腐蚀增重最小。打标工艺参数对锆合金包壳管表面质量和腐蚀性能具有显著影响,其中打标功率是控制包壳管标识部位表面质量和耐蚀性能的关键。不同激光打标参数条件下,激光标识均未引入新的缺陷,满足核燃料包壳管激光打标部位超声探伤要求。