显微组织对Zr-Sn-Nb合金耐腐蚀性能的影响

将两种Zr-Sn-Nb合金样品分别进行1000℃-0.5h、1000℃-0.5h/560℃-10h、1000℃-0.5h/冷轧/560℃-10 h和750℃-0.5h、750℃-0.5h/560℃-10h、750℃-0.5h/冷轧/560℃-10h的不同处理后,研究它们的显微组织和在350℃、16.8MPa、0.04mol@L-1LiOH水溶液中的耐腐蚀性能.结果表明在所采用的上述变形及热处理条件中,以750℃-0.5h/冷轧/560℃-10h处理后样品的耐腐蚀性能最好.其原因在于经此处理后,基体αZr中固溶的Nb含量较低,βZr分解后获得了细小尺寸分布的βNb(含Fe)第二相粒子,后者对改善耐腐蚀性能尤为重要.但当合金中含有Cr时,因Cr和Fe首先与Zr形成Zr(FeCr)2第二相,减少了βNb粒子中的Fe含量,而使耐腐蚀性能变坏.样品在最终560℃加热处理之前的冷轧变形可促进βZr分解时的形核,是获得细小尺寸βNb的必要措施.     

热处理制度对N18新锆合金耐腐蚀性能的影响

将N18锆合金样品分别进行多种变形热处理后,用高分辨透射电镜研究它们的显微组织和第二相粒子,然后把样品放入高压釜,在350℃、16.8MPa、0.01mol·L-1LiOH溶液中进行腐蚀。结果表明:800℃-1h/冷轧/500℃-30h处理的样品,其耐腐蚀性能最好。分析该样品的第二相粒子,发现除了Zr(Fe,Cr)2第二相粒子外,该样品中还存在Nb含量较高的细小的Zr-Nb-Fe第二相粒子;这会降低Nb元素在基体αZr中的固溶含量,提高N18锆合金的耐腐蚀性能。     

热加工对Zr-Sn-Nb合金显微组织的影响研究

对Zr-Sn-Nb合金在4种温度(750℃、780℃、800℃和820℃)下进行了热／冷加工和最终再结晶退火,并对在上述4种温度下加热的试样进行了淬火处理。用透射电子显微镜(TEM)和光学金相显微镜(OM)研究了试样的显微组织、β-Zr以及第二相粒子的特征：结果表明,当加热温度达到780℃或高于此温度时．Zr-Sn-Nb合金已进入α-β双相区;随着加热温度的增加,β-Zr相含量增多;加工后试样中的第二相粒子大部分为C14型六方结构的Zr(Fe、Cr)2Laves相,与Zr-4合金中第二相结构相同,点阵常数α=0．502nm、c=0．818nm。同时．还发现有少量C15型面心立方结构Zr(Fe,Cr)2Laves相,点阵常数α=0．716nm．     

Nb元素和Fe元素对锆合金耐腐蚀性能的影响

将几种成分不同的锆合金样品放入高压釜中,在350℃、16.8MPa、70μg/gLi+LiOH水溶液中腐蚀。结果显示:第二相几乎全是Zr-Nb-Fe粒子的3#样品耐腐蚀性能最好,而不含Zr-Nb-Fe粒子的1#和5#样品耐腐蚀性能很差,这说明Zr-Nb-Fe第二相粒子对改善锆合金耐腐蚀性能起着关键作用。只有合金中Nb元素和Fe元素配比合理,才可使合金中第二相主要是Zr-Nb-Fe粒子。     

Zr-Sn-Nb-Fe合金显微组织及耐腐蚀性能研究

将Zr-Sn-Nb-Fe合金样品冷轧后在500和560℃下分别保温不同时间,在350℃、16.8MPa、含70μg/gLi⁺的LiOH水溶液中腐蚀,500℃/100h样品的耐腐蚀性能最好。用透射电镜（TEM）研究了这些样品的显微组织和第二相,观测到随着保温时间延长,500℃下保温样品中的第二相由连续片层逐渐转变成带状分布的颗粒,保温时间达到100h时,基体内析出βNb。560℃下保温样品与500℃下保温样品有相似的组织转变过程,只是时间大幅缩短,保温仅10h时,基体已完全再结晶为等轴晶。     

热处理对含Nb锆合金焊接试样显微组织和耐腐蚀性能的影响

用真空电子束焊接方法将Zr-1.88Sn-0.35Fe-0.52Nb合金板与Zr-4板对接焊的样品,在400C、10.3MPa过热水蒸汽中腐蚀165d后,用光学显微镜从样品横截面上测量了焊接面和其背面不同部位的氧化膜厚度,并用透射电镜观察了不同部位锆合金的显微组织。结果表明:焊接样品经过500C退火处理,耐腐蚀性能明显提高,在相同的熔区和热影响区(含Nb侧)内,经过退火和未经退火的样品表面氧化膜的厚度相差10-20倍;焊接冷却时形成的bZr在退火时分解为aZr bNb是提高耐腐蚀性能的主要原因;焊接样品经过500C-1.5h退火处理后,熔区的耐腐蚀性能非常优良,在400C过热蒸汽中腐蚀165d后,氧化膜厚度未超过2mm,折算为腐蚀增重只有30mg·dm-2。根据电子探针的分析结果,熔区中的成分大约是Zr-1.2Sn-0.25Nb-0.25Fe-0.02Cr。     

Zr-Sn-Nb-Fe锆合金耐腐蚀性能研究

采用静态高压釜研究了去应力态和再结晶态的SZA-4(Zr-0.8Sn-0.25Nb-0.35Fe-0.1Cr-0.05Ge)、SZA-6(Zr-0.5Sn-0.5Nb-0.3Fe-0.015Si)锆合金以及去应力态的参比合金A(Zr-1Sn-1Nb-0.1Fe)在360℃/18.6MPa去离子水、360℃/18.6 MPa/0.01 mol·L~(-1)含锂水和400℃/10.3 MPa过热蒸汽3种条件下的耐腐蚀性能,采用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)观察分析合金的微观结构。结果表明:在3种腐蚀条件下,SZA-4和SZA-6的耐腐蚀性能均明显优于参比合金A,相同腐蚀条件下,再结晶态的SZA-4耐腐蚀性能优于去应力态,而SZA-6表现出相反规律;SZA-4中存在2种密排六方结构(HCP)的第二相,一种为尺寸较小的Zr(NbFeCr)_2,另一种为尺寸较大的Zr(NbFeCr Ge)_2;SZA-6中存在着面心立方结构(FCC)的(ZrNb)_2Fe和密排六方结构(HCP)的Zr(NbFe)_2两种第二相。探讨了合金成分和第二相对3种Zr-Sn-Nb锆合金耐腐蚀性能的影响机理,认为合金成分是引起耐腐蚀性能差别的主要原因。     

显微组织对ZIRLO锆合金耐腐蚀性的影响

将ZIRLO锆合金样品分别进行1000℃-0.5h／560℃-10h、1000℃-0.5h／冷轧／560℃-10h和750℃-0.5h、750℃-0.5h/560℃-10h、750℃-0.5h／冷轧／560℃-10h的不同处理。用透射电镜观察了它们的显微组织，将它们放入高压釜中，研究了在350℃，16.8MP,0.04M LiOH水溶液中的耐腐蚀性能，结果表明，在本文所有的变形及热处理条件下中，750℃-0.5/冷轧／560℃-10h处理后样品的耐腐蚀性能最好，其原因在于样品经过这样处理后，基体αZr中固溶的Nb含量较低，并获得了纳米尺寸分布的βNb(含Fe)第二相粒子，后者对改善耐腐蚀性能尤为重要。样品在最终560℃加热处理之前的冷轧变形，可以促进βZr分解时的形核，是获得纳米尺寸βNb的必要措施。     

改善锆－4合金耐腐蚀性能的研究

研究了改变最后一次中间退火的热处理制度对核燃料锆４包壳管耐腐蚀性能的影响。由原来的６５０℃退火改为８３０℃。相上限温区加热淬火后，无论对耐疖状腐蚀还是耐均匀腐蚀性能都有显著改善。在１０３０℃β相加热淬火后，虽然耐疖状腐蚀性能有明显改善，但作长期均匀腐蚀时，腐蚀增重与时间之间的变化会出现第二次传折，耐均匀腐蚀性能不好。影响耐腐蚀性能的主要因素是Ｆｅ和Ｃｒ合金元素在αＺｒ中的固溶含量，而不是第二相粒子的大小。Ｆｅ和Ｃｒ合金元素在αＺｒ中的过饱和固溶含量，控制在～２００μｇ／ｇ是比较合适的，固溶含量过多又会引起长期均匀腐蚀性能变坏的倾向。     

显微组织对Zr-Sn-Nb新锆合金拉伸性能的影响

分别采用1 045 ℃/40 min 500 ℃/1.5 h、1 045 ℃/40 min 40%冷加工 500 ℃/1.5 h、1 045 ℃/40 min 70%冷加工 500 ℃/1.5 h工艺,将Zr-Sn-Nb新锆合金加工成厚度为1.4 mm的试样,用透射电镜观察它们的显微组织,对各种条件处理的试样进行拉伸性能研究.结果表明:在本试验所有的形变和热处理中,1 045 ℃/40 min 70%冷加工 500 ℃/1.5 h处理的样品的拉伸性能最好,这归因于经此工艺处理后的析出相细小、弥散、均匀分布,使材料得到第二相较理想的强化效果.     

α+β两相区热处理对Zr-Sn-Nb合金微观组织和腐蚀性能的影响

对Zr-Sn-Nb合金在α+β两相区温度下不同工艺热处理后所得样品,在360 ℃/18.6 MPa纯水环境中进行均匀腐蚀试验,并采用扫描电子显微镜（SEM）观察样品微观形貌、聚焦离子束（FIB）和原子力显微镜（AFM）分析腐蚀后样品表面氧化膜。结果表明,Zr-Sn-Nb合金在α+β两相区温度下热处理时,锆合金中会形成条带状β-Zr第二相,再经过α相区温度最终退火后,β-Zr区域会分解为α-Zr和第二相粒子;经α相区最终退火的样品,在360 ℃/18.6 MPa纯水中的耐腐蚀性能优于未经最终退火的样品;未退火样品中条带状β-Zr第二相区域的氧化膜较α-Zr基体的氧化膜厚,而经过α相区温度退火后β-Zr发生分解,该区域的腐蚀氧化膜出现凹陷。     

Effect of Heat Treatment in α+β Phase Field on Microstructure and Corrosion Property of Zr-Sn-Nb Alloy

Uniform corrosion tests were carried out with the specimens prepared by different heat treatments at the temperature in α+β phase field. The surface microstructure of specimens was observed by scanning electron microscope, the corrosion behavior was analyzed by autoclaves, and the oxide layer on the surface after the corrosion test was analyzed by focused ion beam (FIB) and atomic force microscope (AFM). The results show that after the heat treatment in α+β phase field, lamellar β-Zr phase appeares in the Zr matrix, and after the subsequent α phase final heat treatment, the β-Zr phase will be decomposed to α-Zr and discontinuous second phase particles. For the specimens heat treated in α+β phase field, after the α phase final heat treatment, the corrosion resistance under 360 ℃/18.6 MPa pure water condition is better than that of specimens without final heat treatment. The oxide film formed on the β-Zr protrudes on the oxide surface, on the contrary, after α phase final heat treatment, β-Zr decomposes, and the oxide layer is sunken in this area.     

热处理对690合金腐蚀性能影响的实验研究

采用适合高Ｃｒ含量合金的晶间腐蚀试验方法（沸腾６５％ＨＮＯ。＋０．１％ＨＦ溶夜浸渍试验）和在３１６℃、５０％ＮａＯＨ溶液中的慢应变速率试验（ＳＳＲＴ）．研究了热处理对６９０合金晶间腐蚀和碱应力腐蚀性能的影响．热处理包括不同固溶温度（９５０－１１５０℃）及特殊热处理（Ｔ．Ｔ７１５℃）时不同保持时间（２～３０ｈ），根据试验结果．推荐６９Ｏ合金的热处理条件是；固溶温度应＜１１００℃，在７１５℃特殊热处理保持时间１５ｈ。     

热处理工艺对UMo合金微观组织结构的影响

为研究UMo合金制粉前的晶粒尺寸控制,分别在900、950及1 000 ℃进行了均匀化退火热处理,分析了平均晶粒度和晶粒增长速度与均匀化退火温度及合金中Mo含量的关系。结果表明,随均匀化热退火温度和合金中Mo含量的增大,晶粒长大速度和极限晶粒度均增大。在560 ℃和570 ℃开展了长时间热处理,通过测量合金中相变程度发现,随Mo含量的增大,合金的γ相稳定性变好,UMo合金燃料的堆内服役性能也会更好。