0Nb-lZr与304不锈钢电子束熔钎焊界面微观组织研究

利用光学显微镜、扫描电镜(SEM)和电子衍射能谱仪(EDS)分析了Nb-lZr合金与304不锈钢电子束熔钎焊接头的反应相种类和界面结构.研究结果表明,接头界面生成了ε-( Fe2Nb)和σ-(FeCr)两种反应相,形成了两个反应层.反应层Ⅰ是Fez Nb的疏松组织,反应层Ⅱ是Fe2 Nb与FeCr的双相片层柱状晶组织.反应层Ⅰ是接头脆化、产生裂纹的主要原因.接头的强度与扩散层厚度有关,当扩散层厚度为22μm时,接头试样的强度达到355 MPa的最大值.     

Nb-1Zr与1Cr18Ni9电子束自钎焊形成的互扩散层的微观组织分析

利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和电子衍射能谱仪(EDS)分析了Nb-1Zr合金与1Cr18Ni9不锈钢在电子束自钎焊过程中形成的互扩散层的微观组织形貌、析出相成分和结构。结果表明：在电子束自钎焊过程中，两种合金的合金元素在界面处产生强烈的相互扩散，形成互扩散过渡层，互扩散以Nb向不锈钢一侧扩散为主；扩散层金相组织主要由基体组织和条状析出物组成．条状析出物呈全片层状结构。通过对析出相选区衍射花样(SADP)分析，初步确定互扩散层的析出物为μ-Fe(Ni)2Nb0和α-FeCr金属间化合物,而基体组织则为四方结构的α-Fe(Ni，Cr，Nb，C)相。     

不锈钢与铌合金电子束自钎焊焊缝的抗拉强度

不锈钢与铌合金的熔点、线膨胀系数、电磁性等相差很大,而且不锈钢元素在据中的溶解度很小,焊接时在焊缝内易形成一系列低熔点脆性化合物,影响焊缝的抗拉强度。本文对电子束自钎焊方法焊接的Nb-1Zr合金和1Cr18Ni9不锈钢焊接试样拉伸性能进行测试。     

Nb-1Zr与316L不锈钢爆炸焊高温退火扩散层的显微组织分析

研究了Nb-1Zr合金与316L不锈钢爆炸焊在1 300 ℃退火后形成的互扩散层.该互扩散层宽度约为80 μm.用透射电子显微镜(TEM)分析观测到该扩散层中有大量针状析出相产生.经选区电子衍射(SADP)技术测定,析出相为亚稳定的ζ-(Nb, Ni)相,基体相为(Ni,Cr,Nb,C)Fe-α合金.     

Zr-1Sn-1Nb-0.3Fe合金腐蚀模型研究

包壳材料是燃料组件设计研究的重点,而限制包壳材料的主要特性则是其腐蚀性能。锆合金腐蚀机理较为复杂,中子辐照条件对锆合金腐蚀又会产生不确定的影响,仅依赖堆外腐蚀试验难以评定锆合金的腐蚀性能并建立理论模型。本文通过结合Zr-1Sn-1Nb-0.3Fe合金堆内腐蚀试验结果首次建立了Zr-1Sn-1Nb-0.3Fe合金腐蚀模型。     

Zr-0.8Sn-1Nb-0.3Fe合金Kr~+离子辐照后的耐腐蚀性能研究

采用高压釜腐蚀实验研究了2种不同制备工艺下的Zr-0.8Sn-1Nb-0.3Fe合金(1#,2#)经360℃、5~25dpa的Kr~+辐照后、在400℃/10.3 MPa过热蒸汽中的耐腐蚀性能,用透射电子显微镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)分析合金腐蚀后氧化膜显微组织结构。结果表明,100 d腐蚀后,合金的腐蚀增重随着辐照剂量的增加而增加,由于1#合金中的第二相比2#合金更为细小、弥散,相同辐照剂量下,前者的腐蚀增重较低。腐蚀转折前,从蒸汽腐蚀侧到锆合金基体,氧化膜中的氧含量逐渐降低,靠近蒸汽侧的氧化膜主要由等轴晶形态的单斜ZrO_2组成,而基体界面处的氧化膜主要为柱状晶形态的四方ZrO_2和六方Zr_3O;腐蚀转折后,基体界面处的氧化膜呈"花菜"状生长,"花菜"尺寸大小与氧化膜生长速率的高低及不均匀生长趋势的大小呈对应关系。     

Al-Si共晶合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢的相容性研究

用粉末冶金法制备了Al-Si共晶合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢反应堆扩散偶。采用电子显微镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）、X射线衍射仪（XRD）D究了扩散偶在560℃和650℃时的相容性及扩散层形成机理。结果表明,扩散温度对两种材料之间的相容性有显著影响;650℃时,Al-Si共晶合金与1Cr18Ni9Ti之间通过浸润和扩散反应形成了比较明显的扩散层。XRD谱也表明,扩散层中存在Fe2Al5化合物;560℃时Al-Si共晶合金与1Cr18Ni9Ti之间仅发生固相反应,形成的扩散层很薄,二者相容性较好。     

Nb-1Zr与1Cr18Ni9Ti高温真空钎焊工艺研究

采用BNi-5钎料,对Nb-1Zr与1Cr18Ni9Ti高温真空钎焊工艺进行试验研究,对试验钎焊的接头进行了密封性能检验、抗热冲击性能试验、接头界面区微观分析以及钎缝拉伸强度试验.通过分析试验结果,确定了Nb-1Zr与1Cr18Ni9Ti高温真空钎焊工艺规范参数.     

几种钎料对钛合金/不锈钢钎焊接头的钎缝强度与界面的影响

采用4种成分的银基钎料制备了钛合金/不锈钢钎焊接头,用力学性能试验、金相试验、扫描电镜分析及电子探针分析方法,测量了钎缝强度,分析了断口形貌和钎缝界面组织.研究表明:不锈钢/Ag95CuNiLi/钛合金钎缝强度可达220 MPa,在不锈钢/Ag95CuNiLi扩散区形成了脆性相;不锈钢/Ag88Al10MnSi/钛合金钎缝强度为242 MPa,不锈钢/ Ag88Al10MnSi一侧的钎缝区易形成裂纹;不锈钢/Ag85Al8Sn/钛合金钎缝强度只有123 MPa;不锈钢/Ag85Al8SnNi/钛合金钎缝强度可达280 MPa,钎料与母材冶金结合较好.     

重复焊接对304不锈钢热影响区组织与性能的影响

采用自动钨极氩弧焊接（GTAW）工艺设计刚性约束坡口,制备了304不锈钢1次焊接和1~5次试样。采用光学显微镜、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）与电子背散射衍射（EBSD）技术对重复焊接试样的热影响区（HAZ）显微组织进行观察分析,并开展室温拉伸性能测试,研究重复焊接对显微组织与力学性能的影响。结果表明,重复焊接试样的HAZ显微组织主要由奥氏体和条状δ铁素体组成,随着重复焊接次数增加,HAZ奥氏体晶粒尺寸呈长大趋势,δ铁素体含量先减少后增加,组织择优取向由<101>转变为<111>,局域取向差逐渐增大;晶粒尺寸是影响抗拉强度和延伸率变化的主要原因,加工硬化致使试样屈服强度逐渐增加。      

用正电子湮没技术研究新锆合金包壳的离子辐照效应

国产Zr-Sn-Nb系新锆合金SZA-4和SZA-6是CAP1400大型先进压水堆包壳材料的主要候选材料,对其辐照性能的研究可为制备工艺改进提供科学依据。在中国原子能科学研究院HI-13串列加速器辐照终端,在300 ℃温度下,用100 MeV的Fe束流对两种新锆合金包壳管材进行5 dpa剂量辐照。辐照前后的正电子湮没寿命测量表明：两种样品辐照前湮没寿命为Zr中单空位寿命,表明管材制备过程中最后的退火温度和时间尚未完全消除加工引入的缺陷;两种样品辐照后的正电子湮没寿命减小,分析表明这是由于辐照导致Fe在锆合金中重新分布,主要分布在bcc结构的β-Nb沉淀相颗粒与hcp结构的α-Zr基体之间具有开空间的相界,正电子被相界捕获,与周围Fe原子电子湮没,造成湮没寿命减小。     

核级304L不锈钢钎焊接头组织及耐腐蚀性能研究

核级304L不锈钢与BNi 7钎料真空钎焊接头存在晶间腐蚀行为,但工艺与钎缝耐腐蚀性能的关系尚未得到充分研究。为充分评估压水堆燃料组件结构件中不锈钢真空钎焊接头的晶间腐蚀和应力腐蚀敏感性,降低腐蚀失效风险,采用定量金相方法分析了钎缝中的化合物相含量,采用硫酸 硫酸铁法和双环动电位再活化（DL EPR）法评价了钎缝耐晶间腐蚀性能,并采用高温高压水应力腐蚀裂纹扩展试验评价了钎缝的耐应力腐蚀性能。结果表明,钎缝中化合物相含量越高,耐晶间腐蚀性能越好。且钎缝在高温高压水中存在明显的应力腐蚀开裂行为,但其与钎焊工艺的关系尚需进一步试验研究。     

不锈钢与铝合金材料之间密封用O形环性能分析

运用有限元分析软件,对不锈钢与铝合金法兰之间的O形环密封进行了分析。分析中考虑了材料的弹塑性变形。分析表明：对于5mm×0.5mm规格的预紧型不锈钢O形密封环,10%～20%的压缩量下的密封性能较佳,密封宽度0.2～0.3mm,接触压力80～120MPa,预紧比压100～130N/mm,这与O形环的设计压扁力120N/mm较为吻合。     

钎焊温度对304不锈钢板翅结构强度和微观组织的影响

对采用镍基钎料BNi-2的304不锈钢板翅结构进行真空钎焊试验,加工了304不锈钢板翅结构拉伸试样,进行拉伸试验.利用扫描电镜(SEM)对钎焊接头微观组织进行观察;利用能谱分析(EDS)对接头成分进行研究.讨论钎焊温度(T<,b>)对结构强度和微观组织的影响.研究结果表明,在1025～1100%之间,随着T<,b>升高,硼元素扩散充分,导致结构强度增大,且钎焊接头区域各相分布均匀,T<,b>=1100℃较为合适;当T<,b>较低时(1030℃),在接头区域生产的脆性相较多,结构的强度较低;当T<,b>升高到1100℃时,接头中间区域生成了完全的固溶体组织,且钎角区域的组织变得均匀.     

注入N离子改性的Ti-2Al-2.5Zr合金表面性能研究

往Ti-2Al-2.5Zr合金中注入能量为75 keV的N离子,注入剂量为3×1017/cm2和8×1017/cm2。75 keV N离子在Ti-2Al-2.5Zr合金的射程,借助TRIM 96程序计算的结果为1.2×10-7m。测试结果表明,Ti-2Al-2.5Zr合金的显微硬度随N离子注量的增加而升高,当注量为3×1017/cm2和8×1017/cm2时,Ti-2Al-2.5Zr合金的硬度分别升高260％和340％。注入后的样品用X射线衍射法及光电子能谱法进行分析。XRD衍射谱分析表明,Ti-2Al-2.5Zr合金有TiN新相生成。TiN相的生成被认为是Ti-2Al-2.5Zr合金显微硬度增加的主要原因。