Zr-2.5Nb合金板材吸氢行为研究

采用电解法对Zr-2.5Nb合金板材进行渗氢,研究不同时间渗氢后试样的吸氢特性;运用X射线衍射仪和金相显微镜对渗氢及热处理后试样的物相结构和显微组织及氢化物分布特征进行分析,并利用LECORH600红外吸收氢测量仪对试样吸氢量进行定量分析。结果表明,合金吸氢后试样表面形成一层氢化物膜,氢化物膜主相为ZrH1.66,氢化物膜厚随着渗氢时间的延长而逐渐增加;合金试样中氢化物呈片状并沿平行板材轧制方向分布,且氢化物随试样吸氢量的增加有聚集生长的趋势,试样的吸氢量随渗氢时间呈抛物线型变化。     

Zr-2.5Nb合金中β-Nb相的氧化过程

Zr-2.5Nb合金经β相水淬、冷轧变形及580℃,50 h退火处理,在静态高压釜中进行500℃/10.3 MPa的过热蒸汽腐蚀实验.HRTEM观测表明,580℃,50 h退火处理的锆合金析出了颗粒细小(<100 nm)的β-Nb第二相,其数量较多,分布较均匀.β-Nb相的氧化速率比锆合金基体缓慢,在氧化过程中首先生成NbO_2,呈现晶态和非晶态的混合组织,然后转变成非晶态占主导的氧化物,最后流失到腐蚀介质中.     

重水堆用Zr-2.5 Nb合金高压釜预生膜的制备及性能

采用静态高压釜在400℃过热蒸汽中对国产冷加工压力管用Zr-2.5Nb合金进行预膜处理,研究了蒸汽压力(1、5、10 MPa)和晶体结构各向异性对Zr-2.5Nb合金预生膜生长速率的影响;对预生膜试样进行高温水环境下的微动磨损试验,并利用二次离子质谱仪对腐蚀后的预生膜进行了氢分布表征.结果表明:冷加工Zr-2.5 Nb...     

Zr-2.5Nb合金在550℃/25MPa超临界水中腐蚀时的氢致α/β相变

Zr-2.5Nb合金经a相水淬及冷轧变形后,再经过580℃/5 h和650℃/2 h的热处理,在静态高压釜中进行550℃/25 MPa超临界水腐蚀实验.用电子显微镜研究了腐蚀前、后合金基体的显微组织.结果表明在550℃/25 MPa超临界水中腐蚀到一定程度后,合金基体内会形成氢稳定的β-zr相,同时合金元素Nb扩散进入该相,形成富Nb/H的β-Zr相.该相在降温过程中发生分解,形成ZrHx、α-Zr和Nb含量不同的Zr-Nb相组织.     

Cu对Zr-2.5Nb合金在500℃/10.3 MPa过热蒸汽中腐蚀行为的影响

添加微量合金元素Cu的Zr-2.5Nb-xCu(x=0.2,0.5,质量分数,%)合金样品,经β相水淬、冷轧变形及580℃,50 h和620℃,2 h退火处理,在静态高压釜中进行500℃/10.3 MPa的过热蒸汽腐蚀实验.利用SEM和TEM研究了氧化膜截面的显微组织.结果表明,添加少量Cu可以提高Zr-2.5Nb合金的耐腐蚀性能;合金的耐腐蚀性能与氧化膜中的柱状晶的生长及形态有关,添加合金元素Cu有利于提高锆合金氧化膜中柱状晶比例.并使柱状晶尺寸增大且排列有序,从而提高锆合金的耐腐蚀性能.     

焊接及随后热处理对Zr-1Nb合金腐蚀抗力的影响

为了推进从俄罗斯引进的田湾VVER-1000型核电站用Zr-1Nb合金燃料包壳和端塞棒材的国产化进程，研究了焊接及随后的真空热处理对Z4-1Nb合金抗360℃，18．6MPa水和500℃，10.3MPa蒸汽腐蚀性能的影响。实验结果表明焊接严重恶化Zr-1Nb合金在2种介质中的腐蚀抗力，主要是因为焊区中出现了粗大的马氏体组织；随后的真空退火对腐蚀抗力的影响取决于退火温度和腐蚀实验温度。但即使在最佳温度退火也不能使焊接态的腐蚀抗力恢复到非焊接态的水平。     

润滑对热挤压核级Zr-4合金显微组织的影响

核级锆合金作为水冷核反应堆的核心结构材料,多采用热挤压工艺加工。然而,在高温、高压等恶劣的热挤压环境下,润滑层极易失效,导致成品件出现缺陷甚至报废。作为挤压过程中至关重要的一环,关于润滑对锆合金挤压件内部组织和性能的影响,目前尚没有过系统的报道。本研究对涂覆二硫化钼润滑剂的Zr-4合金在620 ℃、680 ℃和740 ℃下进行热挤压,并使用电子背散射衍射技术对挤压件纵向截面进行显微组织表征。分析发现涂层在680 ℃下具有最佳的润滑效果,能够促进锆合金内部柱面滑移和锥面滑移的开动,内部晶粒变形均匀,呈现出显著的<01-10>//ED挤压丝织构。研究结果对改进锆合金挤压润滑工艺、优化挤压件的组织和性能有一定指导作用。     

微量Nb的添加对Zr-4合金耐疖状腐蚀性能的影响

采用500℃／10．3MPa过热蒸汽中腐蚀的方法,研究了添加微量合金元素Nb对Zr-4舍金疖状腐蚀行为的影响。结果表明：添加0．05％Nb后就可以观察到改善Zr-4合金耐疖状腐蚀性能的作用,提高到0．1％后可进一步改善Zr-4合金的耐疖状腐蚀性能,但还不能完全抑制Zr-4合金的疖状腐蚀现象。     

Cr涂层对Zr-1Nb合金包壳微动磨损行为的影响

采用三维白光干涉仪、扫描电子显微镜、能谱仪等表征技术对比研究Cr涂层Zr-1Nb合金包壳和Zr-1Nb合金包壳与格架在模拟压水堆一回路水环境下的微动磨损行为及损伤机制。结果表明,Cr涂层显著提高Zr-1Nb合金包壳的抗微动磨损性能。此外,对磨副为刚凸时,Zr-1Nb合金包壳微动磨损机制以磨粒磨损和剥层磨损为主,而Cr涂层Zr-1Nb合金包壳由于表面硬度较高,且表面形成具有保护作用的三体层,其损伤机制以黏着磨损和材料单向转移为主。对磨副为弹簧时,Zr-1Nb合金包壳微动磨损机制主要为剥层和黏着磨损,Cr涂层Zr-1Nb合金包壳主要为磨粒磨损。     

β—Zr分解对氢在Zr—2．5Nb合金中固溶解度极限的影响

Zr -2 5Nb合金被用作坎杜堆 (CAN DU)的压力管材料。在锆及锆合金中 ,氢的固溶度很小 ,过量的氢会形成脆性氢化物 ,产生氢脆或氢鼓泡 ,降低材料的断裂韧性 ,对于压力管 ,主要危害是产生延迟氢脆开裂。氢在锆合金中的极限固溶度 (TSS或TSSD)是一个重参量 ,较高的TSS将会延长压力管的服役寿期并带来大的效益。TSS和材料的显微结构有关 ,是评估压力管运行寿期行为的一个不可少的参数。挤压加工的压力管的显微组织是由拉长的α -Zr晶粒(具有密排六方结构 ,约含 0 6wt%Nb)和绕其周围的 β -Zr相 (具有体心立方结构 ,至少含 2 0wt %Nb…     

添加Bi对Zr-1Nb合金在360℃和18.6 MPa去离子水中耐腐蚀性能的影响

利用高压釜腐蚀实验研究了Zr-1Nb-xBi(x=0.05-0.3,质量分数,%)合金在360℃和18.6 MPa去离子水中的耐腐蚀性能.结果表明,在Zr-1Nb合金的基础上添加Bi能明显改善其耐腐蚀性能,且随着Bi含量的增加,合金的耐腐蚀性能进一步提高.合金显微组织的TEM观察和EDS分析表明,合金中存在ZrNbFe型和β-Nb第二相,Bi含量对第二相的种类、尺寸和数量没有明显的影响;0.3%的Bi可全部固溶在α-Zr基体中,且不影响Nb的固溶含量.氧化膜断口和内表面形貌的SEM观察表明,固溶在α-Zr基体中的Bi能够明显延缓氧化膜显微组织的演化,包括孔隙发展成为微裂纹的过程和柱状晶向等轴晶的转变.     

Zr-4合金板材真空退火温度场的数值模拟

分析Zr-4合金板材真空退火过程中的传热方式,计算锆合金板材径向传热系数,利用ABAQUS对Zr-4合金板材退火温度场进行数值模拟,分析工装夹具对锆合金板材退火的影响,结果表明,工装夹具能改善锆合金板材温度场分布均匀性,使锆合金板材温度分布的最高温差由70 ℃降低至35 ℃,升温过程更加稳定,并且数值模拟结果与实测结果有较好的一致性。     

Zr—2.5Nb CANDU压力管材料各向异性弹性模量的确定

在机械设计、断裂分析、结构件寿命预测等工程中,材料的弹性模量极为重要．要确定弹性模量,则需要许多不同成份、不同加工工艺和热处理制度的样品．至于各向异性的材料,如复合材料或织构材料,因其各向异性的特点,要确定其弹性模量就更加困难． 共振超声分光镜（ＲＵＳ）被用来确定各种形状样品的弹性刚度．在理论上,用一个样品最多可以测量三斜晶（最低对称晶）弹性刚度的２１个张量单位;但对于这样一个低对称晶来讲,很难比较与应力波和弹性有关的性能．实际上,ＲＵＳ可以测量正交对称以及较高对称性,如各向同性、立方体、六角和…     

Zr-1Nb-xGe 合金在 400 ℃过热蒸汽中耐腐蚀性能的研究

利用高压釜腐蚀实验研究了Zr-1Nb-xGe (x=0,0.05,0.1,0.2,质量分数,%) 合金在400 ℃,10.3 MPa过热蒸汽中的耐腐蚀性能;利用SEM和TEM分别观察了合金和氧化膜的显微组织。结果表明：添加Ge可以改善Zr-1Nb合金的耐腐蚀性能,当Ge含量为0.05%时效果最佳。在Zr-1Nb-xGe合金中存在4种第二相,分别是β-Nb,Zr(Nb,Fe,Cr)₂,Zr(Nb,Fe,Cr,Ge)₂和尺寸较大的Zr₃Ge。Ge在Zr-1Nb合金α-Zr基体中的最大固溶含量在0.05%~0.1%之间,固溶的Ge可以有效延缓氧化膜中显微组织的演化,从而改善合金的耐腐蚀性能;当Ge含量超过合金的固溶含量时,会形成Zr(Nb,Fe,Cr,Ge)₂以及尺寸较大的Zr₃Ge第二相,Zr₃Ge会使耐腐蚀性能降低。     

Zr-4合金表面Nb涂层研究

主要研究了磁控溅射Nb层厚度与基体Zr-4合金之间附着力的关系,并对涂层的生长和经溅射后出现的一些现象进行了讨论.     

Zr-4合金表面Nb涂层研究

主要研究了磁控溅射Nb层厚度与基体Zr-4合金之间附着力的关系,并对涂层的生长和经溅射后出现的一些现象进行了讨论.     

825合金热挤压管裂纹研究

采用OM、SEM、FEM、热模拟试验分析了825合金热挤压管材裂纹的形成原因.结果表明,热挤压工艺变形区应变和径向温度分布不均匀,而坯料温度高于热加工温度.由于沿管材径向应力状态从压应力转为拉应力,且高于其断裂强度,这是产生裂纹的原因.     

316L方圆管热挤压工艺数值模拟

根据真实的316L钢应力应变关系,在Deform 3D中建立材料本构关系模型,并将该模型应用于316L钢热挤压数值模拟。对内圆外方的异型钢管材热挤压进行了数值模拟和生产试验。研究了挤压温度、挤压速度对挤压生产的影响。结果表明,模拟挤压力与实际挤压力符合较好;确定的热挤压工艺为:挤压温度1180~1200℃,挤压速度200mm/s。根据热挤压工艺生产出了满意的316L方圆管制品。     

淬火对Zr-1Nb合金抗腐蚀性能的影响

研究了两种不同制度淬火以及淬火后的冷加工对Zr－1Nb合金抗360℃,18．6MPa高温水和500℃,10．3MPa高温蒸汽腐蚀性能的影响,并对影响机理进行了分析。研究表明,无论是（α＋β）双相区淬火还是严单相区淬火,都使合金的抗高温水和高温蒸汽腐蚀性能严重恶化,淬火后的450℃,16h时效没有改变这种现象;在淬火与时效间加一道冷加工能有效改善淬火态合金的抗腐蚀性能。     

Pb-Mg-Al合金热挤压过程的数值模拟研究

通过Gleeble-1500D热模拟机获得了Pb-Mg-Al合金的应力-应变曲线.采用刚粘塑性有限元法对Pb-Mg-Al合金热挤压过程进行了热力耦合数值模拟,分析了热变形参数对挤压力和挤压温度变化情况的影响.模拟结果表明:挤压比控制在25以内、挤压速度及挤压温度分别在:5～15 mm/s、200～300℃范围内选取,这会有利于Pb-Mg-Al合金热挤压过程顺利进行.