Zr-1Nb合金在氢氧化锂溶液中的吸氢性能研究

研究了Zr-1Nb合金管材在氢氧化锂溶液中经350℃,16．5MP条件下渗氢后的吸氢性能。结果表明：Zr-1Nb合金管材的吸氢速率随渗氢时间的增加而加快,验证了Zr-1Nb合金的吸氢动力学曲线也具有其氧化增重类型的特点,即随着渗氢时间的延长,有吸氢速率突增的转折点。对比Zr-4合金的吸氢行为,可以看出Zr-1Nb合金的抗吸氢能力比Zr-4合金要强,这是因为Zr-1Nb合金中的合金元素Nb在一定LiOH溶液浓度和渗氢时间范围内有提高其抗吸氢能力的作用。     

等静液挤压Zr-2.5％Nb合金的性能研究

本文研究了等静液挤压的Zr-2.5％Nb合金的机械性能、热稳定性、腐蚀性能、蠕变性能以及等静液挤压工艺参数—壁厚减缩率与直径减缩率的比值Q与氢化物取向的关系。采用了金相、x光和电镜等技术。实验结果指出:等静液挤压的Zr-2.5％Nb合金300℃的机械性能σ_b=60～63公斤/毫米~2,σ_(0.2)=50～52.5公斤/毫米~2,δ=16～19％,达到了国外同类合金热处理型的机械性能,并比冷加工的拉伸强度约高19％。合金的蠕变性能亦比较优异。其原因认为是由等静液冷挤后材料的相组成和均匀分布的亚晶胞结构所决定的。等静液挤压管和轧管、拉拔一样,可以通过控制工艺参数Q值,来获得氢化物大部分呈周向分布的织构。初步研究结果表明:用等静液挤压法加工Zr-2.5％Nb合金能改善其性能,用等静液挤压法生产锆合金是很有前途的。     

超(超)临界发电机组用Super304H钢管关键制造工艺的分析

通过对国内外制造的600 MW以上的超(超)临界发电机组用Super304H钢(%:0.07～0.13C、17.0～19.0Cr、7.5～10.5Ni、0.001～0.010B、0.3～0.6Nb、2.5～3.5Cu、0.05～0.12N)管材的制造工艺和质量分析,得出为获得较好的高温力学性能和耐腐蚀性,最佳的成分控制为:≤0.08%C、≤3.0%Cu、0.0002%S、Nb/C≥5、Nb/(C+N)≥2。文中叙述了Super304H钢管的热处理,冷加工变形量,喷丸等关键工艺。     

TiB增强Ti-6Al-5Zr-0.8Si复合材料的热变形行为及组织演变

采用原位熔铸技术制备了体积分数为5％的TiB增强Ti-6Al-5Zr-0.8Si复合材料.采用X射线衍射仪(X-ray?diffraction,?XRD)对其进行相结构分析.在850～1050?℃的变形温度和0.02,0.10,0.50?s-1的应变速率下,用等温热压缩模拟试验测试复合材料的热变形行为.采用光学显微镜和...     

TLM钛合金表面白蛋白涂层的制备及抗凝血性研究

为提高医用钛合金Ti-3Zr-2Sn-3Mo-25Nb的抗凝血性能,首先通过溶胶-凝胶法在其表面制备一层TiO2薄膜,再将该TiO2薄膜活化处理,最后通过静电自组装法将牛血清白蛋白固定在TiO2薄膜表面形成抗凝血涂层。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和接触角测试仪研究了该抗凝血涂层的相结构、表面微观形貌和亲水性特征,并通过动态凝血时间法和血小板黏附实验对比研究了白蛋白修饰前后Ti-3Zr-2Sn-3Mo-25Nb合金的抗凝血性能。结果表明,经白蛋白表面修饰处理后,Ti-3Zr-2Sn-3Mo-25Nb合金的抗凝血性能得到了明显的改善。     

Nb微合金化低碳贝氏体钢的再结晶和应变诱导析出

通过Gleeble-2000热模拟试验机研究了850～1 050℃双道次变形(第1道次60%,20 s-1,第2道次20%,10 s-1)及不同道次间隔时间(10～50 s)对含铌低碳贝氏体钢(%:0.21C、1.50Cr、0.20Mo、0.047Nb)再结晶的影响和应变诱导析出Nb(CN)与热变形奥氏体再结晶的相互作用.结果表明,该钢在1 000～900℃变形10 s后,开始应变诱导析出Nb(CN),延迟静态再结晶过程;通过双道次变形,可获得≤10 μm奥氏体晶粒.     

Zr-1Nb合金管水腐蚀斑影响因素分析

对两种工艺加工的Zr-1Nb合金管样同釜进行360℃,18.6 MPa长期水腐蚀实验,当进程至210 d时工艺1管样出现白褐色斑点,工艺2管样则呈现出良好的腐蚀性能。为此,使用TEM及XRD对其进行组织结构分析。分析结果表明,工艺1管样中仅存极少量的四方相氧化锆(t-ZrO2),过少的四方相氧化锆促使氧化膜出现裂纹和脱落现象,宏观表现白褐色斑点,而管坯热挤压温度超过Zr-1Nb合金相变点,组织中有β锆存在,在冷变形退火后析出的第二相分布和尺寸大小不均是导致腐蚀斑出现的主要原因。     

Zr-Nb合金调幅分解组织的研究

首先借助文献中报道的Zr-Nb合金体系中bcc相的热力学参数计算了Zr-Nb相图中处于混溶间隙内部的锆铌合金发生调幅分解的温度以及成分区间,然后通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等实验方法对部分成分的Zr-Nb合金进行验证。在实验过程中,首先不同成分锆铌合金均需在β单相区保温进行固溶处理,得到单一的bcc相,然后在预测的调幅分解温度下进行时效处理。研究结果表明,Zr-0.35Nb,Zr-0.4Nb和Zr-0.45Nb合金在不同温度下保温时,均在保温初期发生了调幅分解,表明调幅分解发生在相变初期;调幅分解温度越高,转变发生越迅速;调幅分解首先发生在晶界处,并逐渐向晶内转变;得到的组织与预测的调幅分解组织吻合较好。     

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     

控制轧制过程中Nb(C,N)析出状态的研究

本文从研究控制轧制基础的角度出发,研究了控制轧制各个阶段中Nb(C, N)粒子的析出行为、状态、分布、结晶构造以及对钢的晶粒细化、沉淀析出强化的影响关系.主要结论如下:1) 控制轧制过程中,析出的Nb(C, N)的结晶构造因钢中(C+N)/Nb分子比值不同而不同,当此比值>1时,析出物为F.C.C.构造的δ相析出物,呈球形.2) 控制轧制过程中,Nb(C, N)首先从γ晶界、变形带界面上开始析出,然后普及到整个晶内析出.3) 在1050℃以上变形过程中,轧后γ晶粒再结晶的发生先于Nb(C, N) 粒子的析出,因此在这样高温下停轧待温将会得到粗大的部分再结晶γ晶粒,对钢材冲击韧性不利.4) 经60％变形后在1000～900℃之间待温时,只要能保证得到0.015％体积分量的Nb(C, N)析出就可以保证在200s之内防止γ晶粒粗大化.5) 轧后冷却速度过慢,将会引起在α相区域析出的Nb(C, N) 粒子长大,从而失去沉淀强化效果.     

短时高温钛合金热变形行为研究

采用热模拟试验机对铸态Ti-6Al-4Sn-8Zr-0.8Mo-1.5Nb-1W-0.25Si短时高温钛合金进行热模拟试验，研究了其高温变形行为。试验结果表明：该高温钛合金热变形对温度和变形速率敏感，随着应变速率降低和变形温度升高，真应力显著降低。利用高温压缩应力应变数据绘制了热加工图，分析结果显示：(α+β)相区的900～960℃、0.035～0.368 s^-1和960～1 010℃、0.165～0.577 s^-1;β相区的1 010～1 020℃、0.165～1 s^-1为最适合加工的区域。经计算，(α+β)两相区的热变形激活能为316.229 kJ/mol，并构建了该相区内的本构方程。     

Nb-Cr-Mo合金蠕变行为研究

通过Gleeble3500型热模拟机上的恒温恒应力压缩试验,研究了成分为Nb-22.5Cr-2.5Mo(%,原子分数)的Nb-Cr-Mo合金的高温蠕变行为。结果表明:Nb-Cr-Mo合金的稳态蠕变速率随应力的增加和变形温度的升高而加快, 1000℃和200 MPa条件下, Nb-Cr-Mo合金的稳态蠕变速率为5.3×10~(-5) s~(-1)。随着变形温度的升高, Nb基体中位错运动阻力减小,在温度和外力的作用下,有形成亚晶的趋势;随着变形温度的升高, Nb/NbCr_2两相颗粒间由于热膨胀系数不匹配和弹性模量之间的差异所导致的界面压应力进一步加大,从而促使Laves相颗粒中更多原子的相对运动,使得同步剪切机制更加明显,组织中的层错/孪晶结构密度明显增加,合金的蠕变抗力明显降低。蠕变变形过程中, Nb基体中位错的滑移、攀移,多边形化和Laves相NbCr_2中的同步剪切是Nb-Cr-Mo合金蠕变变形的主要方式。相对于未合金化的Nb-22.5 Cr合金,由于Mo对Nb基体的固溶强化,在基体中产生了柯氏气团钉扎位错,提高了合金的抗蠕变能力。     

Al,Ti,Nb,Mo含量对新型Ni-25Cr-20Co镍基合金中γ'和η析出相的影响

利用热力学计算软件Thermo-Calc分析了新型Ni-25 Cr-20Co镍基高温合金(/％:0.03C、25Cr、20Co、0.50Mo、1.38Al、1.38Ti、1.50Nb、余Ni)中可能的平衡析出相,得出该合金的平衡状态图和Al、Ti、Nb、Mo含量(分别为0.5％ ～2.5％)对γ’和η相析出行为的影响.结果表明,增加Al、Ti和Nb的含量可以提高γ '相的析出量,但Ti和Nb会促进η相的析出并扩大其析出温度范围,Co和Mo对两种析出相的影响较少.     

变形温度对0.05C-0.13Nb钢组织和析出物的影响

用Gleeble-1500D热模拟试验机和电子显微镜研究了在950～750℃不同温度下变形50％后0.05C- 0.13Nb钢的组织和析出相。结果表明,随变形温度由950℃下降至750℃,0.05C-0.13Nb钢中多边形铁索体含量(体积分数)由20％增至80％,多边形铁素体晶粒尺寸由9μm降至4μm;变形后的组织由多边形铁索体、粒状贝氏体和1～3μm马氏体/奥氏体岛组成;钢中的析出物为1～10 nm的Nb(C,N),随变形温度降低析出物数量增加。     

47Zr-45Ti-5Al-3V合金高温流变行为及本构模型研究

采用Gleeble 3500热模拟试验机研究了47Zr-45Ti-5Al-3V合金在变形温度为650～850℃和应变速率为1×10-3～1×100s-1的热变形行为。结果表明变形温度和应变速率对47Zr-45Ti-5Al-3V合金的热变形行为有显著影响。在低温和高应变率下,在变形初期阶段合金的流变曲线表现出一个显著的应力降现象,应力降幅值随变形温度的增加和应变速率的降低而降低,合金仅发生动态回复。在高温和低应变率下,真应力-应变曲线表现出典型的动态再结晶特征,流变应力随应变的增加先增加到一个峰值,随后随着应变的增加逐渐降低到一个稳态值。峰值应力随变形温度的降低和应变速率的增加而增大。Arrhenius-type本构方程在不同应变下的材料常数(α,Q,n和ln A)已经算出。热变形激活能Q随应变的增加先增加然后降低,而n随应变的增加逐渐降低到一个恒定值。通过应变补偿的Arrhenius-type本构方程对合金热变形过程中的流变应力进行预测,表明预测的流变应力值与实验数据吻合较好。     

生物医用Ti-6Al-7Nb合金高温变形行为研究

为了研究用于外科植入生物材料Ti-6Al-7Nb合金的热变形行为,利用Gleeble 2000热模拟实验机对Ti-6Al-7Nb合金在750～900℃温度范围和0.001～10.000 s-1应变速率范围内进行等温热压缩实验,试验在氩气保护下进行,采用金相显微镜和透射电镜观察热变形后的组织;通过计算变形激活能分析Ti-6Al-7Nb合金在热压缩过程中的变形机制。结果表明:流变应力在经历加工硬化阶段后均表现出流变软化现象,在较低应变速率ε=0.001～0.100 s-1时,材料的软化主要受α相动态再结晶影响;而在较高应变速率ε=1～10 s-1时,材料基本不发生再结晶,其软化是由于钛合金在变形过程中的绝热效应造成的。通过Arrhenius方程计算出合金在750,800,850和900℃下的变形激活能分别为209.25,196.01,194.01和130.40 kJ.mol-1;在750～850℃下的激活能接近于α-Ti的自扩散激活能(200 kJ.mol-1),表明在750～850℃的变形由α-Ti自扩散参与的动态再结晶控制;在900℃下激活能略低于β-Ti的自扩散激活能(160 kJ.mol-1),说明在900℃下的变形机制由β相的动态回复控制。综合考虑变形行为与组织细化因素,温度在750～850℃,变形速率在0.01～0.10 s-1范围为良性热加工区域。     

核级Zr-1Nb铸锭中Nb元素均匀性控制

针对Zr-1Nb铸锭中Nb元素含量范围窄（0．9％～1．1％）,对成分均匀性要求高,且易形成Nb高密度夹杂（HDI）等技术难题,研究了铌元素的添加方式以及真空自耗电弧熔炼工艺参数对Nb成分均匀性的影响。结果表明,以ZrNb中间合金为配料,采用合理的熔炼工艺,可获得无偏析、无HDI冶金缺陷、成分均匀性优良的合金铸锭。     

OCr17Ni4Cu4Mo2Nb不锈钢

OCr_(17)Ni_4Cu_4Mo_2Nb沉淀硬化不锈钢,是为了满足发展高速分离机的需要而研制的新钢种。其特点是强度高,在含有氯离子的强酸性介质中,有较好的抗点腐蚀、抗缝隙腐蚀能力。OC_(17)Ni_4Cu_4Mo_2Nb是在OCr_(17)Ni_4Cu_4Nb钢基础上添加1.5～2.5％钼发展出来的。     

Nb－W－Mo－Zr－C高温合金中第二相的形成演化与力学性能

采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、 Olympus光学显微镜和真空高温拉伸机,研究了名义成分为Nb-5% W-2% Mo-1% Zr-0.1% C(质量分数)的铌合金制备过程中第二相的形成演化及其高温力学性能. 结果表明: 烧结条中存在(Nb,Zr)C相,电子束熔炼铸锭中为Nb2C,铸锭退火后析出ZrO2,成品板材中存在大量片状Nb2C和弥散分布的细小ZrO2. 采用两种加热方法测定了板材1650 ℃的力学性能并讨论了不同高温拉伸机的测定值不同的原因.     

控制轧制含Nb低碳钢奥氏体再结晶的基础研究

本文研究Nb对热轧含Nb低碳钢的Y晶粒再结晶的抑制作用以及对a晶粒细化的影响关系.主要结论为:①抑制轧后Y晶粒再结晶的主要因素是由于受到热变形微细析出到Y基体中去的Nb(C,N)量,即与钢中含有可能形成Nb(C,N)的那部分Nb量有关,而与钢中添加的全部Nb量无直接关系.②钢的含C量对钢在冷却、变形、变形后的Nb(C,N)析出速度没有影响,而随着钢中含Nb量的增加其Nb(C,N)析出速度有所增加.③钢中析出的Nb(C,N)量增加,变形时Y晶粒再结晶的临界压下率也增加,这个影响当变形后的Y晶粒处于部分再结晶状态时比处于完全再结晶状态时要显著得多.④当轧后Y晶粒处于未再结晶状态时,相变后的a晶粒平均晶粒尺寸依赖于有效Y晶界面积的大小.