U-Mo合金γ相稳定性研究

研究了U-Mo、U-Mo-X（X＝Ti、V、Si）合金及U-Mo/Al、U-Mo-X/Al扩散偶界面层的γ相稳定性,探讨了合金元素和退火工艺对γ相稳定性的影响。结果表明：Mo含量越高,U-Mo合金的γ相稳定性就越高;U-6.5Mo-0.5Si合金的γ相稳定性较高,是因为U Si混合焓较低,但加入Si易导致形成USi_x脆性相;而U-6.5Mo-0.5Ti和U-6.5Mo-0.5V合金的γ相稳定性较差,是因为Mo在Ti、V体系内具有较低的混合焓,易形成固溶体或金属间化合物,导致γ相贫Mo;随着退火温度从500℃升高至600℃,γ相发生共析分解,扩散层的γ相数量减少,α相增多,α相成为Al的快速扩散通道,促使形成UAl₄、UMo₂Al₂₀和U₆Mo₄Al₄₃等富Al相。     

Zr-Fe-Nb合金中Zr(Nb,Fe)2相在400 ℃/10.3 MPa过热蒸汽中的腐蚀行为

Zr-1.0Fe-1.0Nb合金经β相油淬、冷轧变形及580 ℃/5 h退火处理,在静态高压釜中进行400 ℃/10.3 MPa过热蒸汽腐蚀试验,利用带EDS的SEM和HRTEM对合金基体以及腐蚀生成的氧化膜显微组织进行分析。结果表明：合金中主要存在正交的Zr 3Fe和密排六方的Zr(Nb,Fe)₂第二相。Zr(Nb,Fe)₂相在氧化过程中先转变成非晶组织,非晶进一步氧化转化为m-Nb₂O₅和m-Fe₂O₃相纳米晶态氧化物,最后扩散流失到腐蚀介质中;Zr(Nb,Fe)₂相氧化后的Fe、Nb元素发生扩散流失,且Nb的流失速度大于Fe,合金元素的扩散流失在氧化膜中留下大量缺陷,促进氧化膜由柱状晶向等轴晶形态演化而不利于合金的耐腐蚀。     

材料状态对锆合金碘致应力腐蚀的影响

在不同碘浓度(碘加热温度分别为40℃,65℃,110℃)和流动高纯氩的气氛下,经再结晶退火和消除应力退火的非辐照锆-2和锆-4合金,分别在300℃,350℃和400℃的温度下,进行了单轴拉伸试验,以便了解材料状态、微观组织对锆合金碘致应力腐蚀行为的影响。试验结果表明,在应力腐蚀过程中的初始阶段,由于晶间腐蚀行为与材料微观组织有关,晶粒度对材料应力腐蚀行为(对不同碘浓度)均很敏感;在相同试验温度下,     

材料状态对锆合金碘致应力腐蚀的影响(英文)

在不同碘浓度(碘加热温度分别为40℃,65℃,110℃)和流动高纯氩的气氛下,经再结晶退火和消除应力退火的非辐照锆-2和锆-4合金,分别在300℃,350℃和400℃的温度下,进行了单轴拉伸试验,以便了解材料状态、微观组织对锆合金碘致应力腐蚀行为的影响。试验结果表明,在应力腐蚀过程中的初始阶段,由于晶间腐蚀行为与材料微观组织有关,晶粒度对材料应力腐蚀行为(对不同碘浓度)均很敏感;在相同试验温度下,碘浓度增加使裂纹生长加快;随着试验温度提高,裂纹生长速率增加;由于织构影响,再结晶退火材料比消除应力退火的材料好。     

不锈钢表面等离子铌合金化工艺及性能

采用等离子表面合金化技术在不锈钢表面制备含Nb合金层,分析了典型渗层的显微组织形貌、成分分布及相结构,考察了含Nb含金层的腐蚀性能.结果表明,优化的工艺参数为:温度1100C、工作气压80 Pa、保温时间3 h、源极电压900-700 V、阴极电压600-450 V.含Nb合金层厚度为60 μm,表层Nb含量可达50%...     

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-0.2Cu-xNb合金的显微组织及腐蚀行为

对Zr-0.2Cu-x Nb(质量分数x=0.2,0.5,1.0,2.5)合金进行真空β相油淬、冷轧及退火处理,并在静态高压釜中进行过热蒸汽腐蚀试验,最后采用扫描电镜和透射电镜研究了合金及其腐蚀生成的氧化膜的显微组织。结果表明,随着Nb含量的增加,Zr-0.2Cu-x Nb合金中Zr2Cu第二相的数量逐渐减少,而β-Zr第二相数量逐渐增加;合金中尺寸较小的Zr2Cu第二相对耐腐蚀性能有利;β-Zr第二相在氧化过程中会促进氧化膜微裂纹的产生,降低合金的耐腐蚀性能。Zr-0.2Cu-x Nb合金中Nb含量接近其在α-Zr中最大固溶度时,合金具有最优的耐腐蚀性能。     

真空电子束焊接对锆合金耐腐蚀性能的影响

用真空电子束焊接方法将Zr-4板对接焊后，焊缝的耐腐蚀性能很差，在400℃过热水蒸汽中腐蚀3—14天后，焊接熔化区的表面形成了白色的氧化膜。用电子探针研究了熔区中合金成分的变化和耐腐蚀性能间的关系，锆果表明：熔区中Sn、Fe和Cr合金元素的挥发损耗是造成耐腐蚀性能变差的主要原因，当采用合金成分高于Zr-4的锆合金板与Zr-4板对接焊后，可以补偿熔区中合金元素因挥发而造成的损耗，明显改善焊缝熔区的耐腐蚀性能；若在锆合金中添加0．4％—0．5％的Nb，使熔区中形成新的锆合金，特有益于改善焊缝的耐腐蚀性能．但焊接后的样品应在500—600℃进行退火处理，使添加Nb后形成的βZr分解为稳定的αZr βNb，以进一步改善焊缝的耐腐蚀性能。     

600合金在含Ti缓蚀物质碱性环境中的开裂行为

中间退火的600合金暴露在高温碱性溶液中有两种敏感的开裂形式，即晶间腐蚀（IGA）和晶间应力腐蚀（IGSCC）。这两种开裂模式的发生都有确定的电化学电位区。从电化学分析和表面分析方法得出的结论说明，在两种开裂发生的电位下金属表面发生了化学过程。这一特征为理解腐蚀开裂发生的机制提供了重要线索，并常常被用于研究能减缓600合金碱性开裂的物质。     

U-Mo-Zr／Al-Si的互扩散行为

通过弥散体和扩散偶堆外退火试验，研究了Zr添加到U-Mo合金对U-Mo-Zr和Al-si反应的影响。Zr含量为1wt．％、2wt．％和4wt．％的U-7wt．％Mo合金锭由真空感应熔炼而成，采用离心雾化法制成粉末。对经γ相热处理过的U-7Mo-Zr合金进行高温退火试验，研究其γ相稳定性。X射线衍射分析结果表明：U-7Mo-Zr合金的γ相分解与U-7Mo合金类似。为研究互扩散行为，使用U-Mo-Zr粉末和Al-（0、0．4、2、5）wt．％Si合金粉末制备了弥散型样品。采用和弥散型样品化学成份相同的材料制备了扩散偶样品并进行了退火试验，以比较弥散型样品和扩散偶样品的互扩散行为。高Zr含量的弥散型样品在600℃时互扩散速度小幅增大，而扩散偶样品表明Zr添加到U-7Mo中降低了反应增长速度。Si能够减缓反应增长速度。U-Mo合金中添加的Zr没有在反应层中富集，而添加到～中的Si在反应层富集。U-Mo-Zr／Al-Si扩散偶中形成的反应产物为富Si的U（Si、Al）2。     

Nb、Cu对新型高温锆合金α/β相变温度和腐蚀性能的影响

研究不同元素含量的Zr-Nb-Cu合金的显微组织和其在500℃、10.3 MPa过热蒸汽中的耐腐蚀性能,结果表明,在500℃、10.3 MPa过热蒸汽中,Zr- 1.0Nb-0.05Cu合金的耐腐蚀性能最好,其耐腐蚀性能远远优于Zr-4和N18合金.在Zr-Nb-Cu合金中形成富含Nb、Fe、Cr的第二相粒子,这是影响锆合金耐腐蚀性能的一个原因.Zr-Nb-Cu合金在差热扫描量热仪分析的升温过程中,腐蚀产生的氢化物溶解,温度达到氢致α/β相变温度(约550℃)时开始β相变.添加Nb可以降低合金发生氢致β相变的温度,而增加Cu含量,可以降低合金腐蚀时的吸氢量,同时也使合金的耐腐蚀性能得到明显的提高.     

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。     

Microstructure and Corrosion Behavior about Zr-Cu-Cr Alloy

Seven kinds of Zr-Cu-Cr alloy samples were prepared by using crystalline zirconium as the base material, through normalized processing and annealing at 600 ℃/5 h. The corrosion tests were carried out in static autoclave with different water chemistry conditions, and the microstructures of alloys were studied by using EBSD, SEM and TEM to investigate the effects of Cu and Cr interaction on the microstructure and corrosion resistance of zirconium alloys. The results show that the addition of Cu element refines the recrystallized grains. When the Cr content is 1.0%, it has grains with a size of 40 μm or more. There are two kinds of second phases in Zr-Cu-Cr alloys. Zr₂Cu phase (bct) with a size of 100 nm or more and ZrCr₂ phase (hcp) with a size of 60 nm or less. As the content of Cu increases, the number of Zr₂Cu increases. As the content of Cr increases, the size of ZrCr₂ phase does not change obviously, but the number and distribution band density increase. When exposed to the superheated steam at 400 ℃/10.3 MPa, the corrosion resistance of Zr-0.3Cu-0.2Cr and Zr-0.3Cu-0.5Cr alloys is worse, the other alloys still don’t have corrosion transition after corroding 100 days, and the corrosion resistance is better. Zr-1.0Cr alloy has the best corrosion resistance. When exposed to the 360 ℃/18.6 MPa/0.01 mol/L LiOH aqueous solution for 42 days, all of alloys have poor corrosion resistance, and the addition of Cu element reduces their corrosion resistance.     

Zr-Cu-Cr合金的显微组织及腐蚀行为

以结晶锆为基材配制了7种Zr-Cu-Cr合金样品,经归一化加工及600 ℃/5 h退火处理,在不同水化学条件的静态高压釜中对所制得的Zr-Cu-Cr合金样品进行了腐蚀试验,并采用EBSD、SEM和TEM表征合金基体的显微组织,探究Cu和Cr交互作用对锆合金基体显微组织及耐腐蚀性能的影响。结果表明,添加Cu元素可细化合金再结晶晶粒,Cr含量为1.0%（质量分数）时,合金中出现40 μm以上的较大晶粒。Zr-Cu-Cr合金中存在2种第二相：100 nm以上的体心四方的Zr2Cu相和60 nm以下的密排六方的ZrCr₂相。Zr₂Cu相随Cu含量的增加而增多,ZrCr₂相随Cr含量的增加尺寸变化不明显,但数量及分布条带密度增加。在400 ℃/10.3 MPa过热蒸汽中,Zr-0.3Cu-0.2Cr和Zr-0.3Cu-0.5Cr合金耐腐蚀性能较差,其余合金腐蚀100 d后仍没有发生腐蚀转折,耐腐蚀性能较好,Zr-1.0Cr合金耐腐蚀性能最好。在360 ℃/18.6 MPa/0.01 mol/L LiOH水溶液中腐蚀42 d后,合金的耐腐蚀性能都很差,添加Cu元素会降低其耐腐蚀性能。     

Absorption effect of pure nickel on the corrosion behaviors of the GH3535 alloy in tellurium vapor

In this study,pure Ni was demonstrated to pro-tect the GH3535 alloy from Te vapor corrosion because of its strong absorption capacity.Severe Te corrosion of a single GH3535 alloy sample occurred in Te vapor at 700℃,which manifested as complex surface corrosion products and deep intergranular cracks.However,when pure Ni and the GH3535 alloy were put together in the vessel,the GH3535 alloy was completely protected from Te corrosion at the expense of the pure Ni.Thermody-namic calculations proved that the preferential reaction between pure Ni and Te vapor reduced the activity of Te vapor considerably,preventing the corrosion of the GH3535 alloy.Our study reveals one potential approach for protecting the alloys used in molten-salt reactors from Te corrosion.     

超临界二氧化碳环境中600合金和304不锈钢的均匀腐蚀行为研究

为遴选可用于超临界二氧化碳核反应堆的结构材料,通过实验研究了应用于传统核反应堆中的两种合金（600合金和304不锈钢）在650℃、20 MPa的超临界二氧化碳环境中的均匀腐蚀行为,运用增重法评价了材料的腐蚀动力学规律,采用扫描电镜、能谱仪和Ｘ射线衍射仪分析了氧化膜形貌、结构和化学成分。结果表明,两种材料的腐蚀增重均服从抛物线生长规律,其中600合金的耐腐蚀性能优于304不锈钢;腐蚀500 h后,600合金表面氧化物厚度约为5 μm,主要成分为NiCr₂O₄,结构致密,具有保护性,其氧化膜及基体中均未发现明显渗碳行为;腐蚀500 h后,304不锈钢表面氧化膜可达约45 μm,为双层结构,外层为Fe₃O₄,内层为NiFeCrO₄,结构疏松,发生显著渗碳现象。本研究揭示了上述材料在超临界二氧化碳中的腐蚀机理,为超临界二氧化碳核反应堆结构材料的选择提供了数据支持。      

Effect of heat treatment on the corrosion resistance of zirconium alloys

Some data on the effect of heat-treatment conditions on the corrosion resistance of Zr–1.0% Nb and Zr–2.5% Nb alloys are presented. It is shown that double annealing imparts a higher corrosion resist-ance to the alloys than other forms of heat treatment.The greatest improvement in corrosion resistance occurs for the Zr–2.5% Nb alloy.Translated from Atomnaya Énergiya, Vol. 20, No. 4, pp. 330–333, April, 1966.     

热加工对Zr-Sn-Nb锆合金显微组织和耐腐蚀性能的影响

将Zr-Sn-Nb新锆合金样品分别进行多种变形热处理，用透射电子显微镜研究它们的显微组织和第二相粒子。然后，将它们放入高压釜中，在350℃、16.8MPa、含70μg/gLi⁺的LiOH水溶液中腐蚀。结果表明：580℃ 3h/冷轧/500℃ 30h处理的样品具有最好的耐腐蚀性能，这归因于该样品中Zr-Nb-Fe第二相粒子细小分布均匀、第二相粒子体积分数最高，从而导致基体中的Nb元素固溶含量最低。