TEXTURE OF HYDROSTATICALLY EXTRUDED Zr-2.5% Nb ALLOY TUBE

<正> 本文采用X光衍射方法和金相观察,研究在不同Q值(减壁率与减径率之比值)下,静液挤压Zr-2.5％Nb管材的织构与加工Q值、氢化物取向分布之间的关系,为调整和控制工艺提供参数依据。 将Zr-2.5％Nb合金加工成挤压管坯,经700℃退火处理后,在管坯内外表面涂以润滑剂,并于13-15kPa压力下冷静挤成管材。切取管材塑性变形区余部作测定试样。沿垂直于轴向变形区切割试样,后经HNO_3,HF和H_2O溶液浸蚀除去表面变形层供X射线测定织构用。     

冷轧Q值对TA34钛合金管材性能和织构的影响

采用X射线衍射法测定了TA34钛合金管材经不同Q值冷轧后的宏观形变织构和退火织构，分析了冷轧Q值对管材织构、工艺性能和室温力学性能的影响。结果表明：冷轧Q值对管材的塑性影响不大；冷轧TA34钛合金管材形变织构和退火织构的总体类型相同，均为轴向■织构；提高冷轧Q值会使完全再结晶退火后的TA34钛合金管坯产生周向织构，有助于提高成品管材的压扁工艺性能。     

加工工艺对锆合金微观结构及力学性能的影响

研究了锆合金管材在不同变形量、Q值(减壁量与减径量之比)和热处理制度下显微组织、力学性能和织构状态.结果表明,大变形量(变形程度80％左右)的ZrSn合金,在510℃保温3.5 h就已发生再结晶,此后随退火温度的升高,ZrSn合金抗拉强度和屈服强度都有所下降,但下降趋势变缓;塑性有所上升,但也变化不大;为得到合理织构,管材轧制加工时Q值应远大于1.2,最好选1.8或更大.     

锻造工艺对Zr-4合金管坯微观结构、力学性能和耐腐蚀性能的影响

为了研究不同锻造工艺对Zr-4合金管材组织及性能的影响,基于1火次锻坯,分别在α相区、(α+β)相区和β相区进行2火次锻造,经历相同的淬火、挤压、轧制及热处理工序后,获得3种Φ63. 5 mm×10. 9 mm管坯,利用OM、SEM、TEM和EBSD分析了管材试样的显微组织,在静态高压釜中进行了500℃和400℃/10. 3 MPa蒸汽腐蚀试验,借助室温、高温(380℃)拉伸试验,对比了试样的力学性能。结果表明:2火次采用低温α相区锻造工艺,可加大锻坯组织破碎程度,实现最终管材的晶粒组织细化,从而提高了拉伸性能;第二相粒子主要沿晶界分布,晶粒细化后形成更多晶界,明显增加了第二相粒子数量,也在一定程度上改善了其分布均匀性;同时,低温锻造下的坯料表层获得更大变形,密排六方结构的管材晶粒取向发生变化,耐腐蚀性能更优的试样的柱面法向垂直于管材轧制方向。第二相粒子和织构两个方面因素的共同作用,使得Zr-4合金管材的耐腐蚀性能显著提升。     

CANDU压力管用Zr-2.5Nb合金热挤压的数值模拟研究

利用数值模拟技术对CANDU压力管用Zr-2.5Nb合金的热挤压工艺进行了研究.结果 表明,Zr-2.5Nb合金的热挤压应采用锥形模具,且模角应为90°,以获得较小的峰值挤压力.在坯料加热温度为750～820℃,受摩擦及塑性变形影响,合金坯料局部温度将超过β转变温度.在过高的加热挤压温度下,挤压管坯由长片状α晶粒的砖砌...     

Gr.12钛管加工工艺研究

采用相同模具不同挤压工艺、相同挤压工艺匹配不同的模具硬度及表面粗糙度制取Gr.12钛管坯,对挤压后管坯内壁有缺陷部位进行了SEM、EDS分析;将不同轧制工艺制备的管材进行超声探伤、矫直对比分析。发现管坯内壁有缺陷部位存在钛/铜共晶现象;当模具硬度HRC≤35、表面粗糙度Ra≥1.6μm时,挤压后的管坯表面质量不稳定;当采用单铜包套挤压制取管坯时,挤压针的硬度下降较快,管坯内壁质量较差;挤压制坯时采用内孔铜/钢双包套,挤压温度760～790℃,挤压比不大于18时,可以稳定地得到表面质量较高的Gr.12管坯,挤压针的硬度下降较为平缓。当在管坯开坯前预先对管坯进行Q≤0.1、ε≤35%的加工,然后再进行轧制且轧制时道次间的变形量不大于52%时,可以得到表面质量较好的成品管材。按照以上工艺进行批量加工时,管材轧制及矫直时的裂纹发生率≤1‰,其无损超声检验合格率可以达到95%以上。     

Zr-4合金管材轧制折叠形成模型的研究

利用电镜对Zr-4合金成品管材和准17.78 mm×2 mm管坯内表面缺陷形貌以及成品管材缺陷掰开面进行了观察,并建立了Zr-4合金成品管材折叠形成的模型。结果表明:成品管材内表面缺陷为折叠,这是由于管坯内表面存在缺陷在后续的轧制过程中导致折叠产生。经验证,建立的Zr-4合金管材折叠模型与试验结果一致,可对生产起到一定的指导作用。     

CT20钛合金挤压管坯冷轧过程中的组织演化

采用包套挤压方式制备CT20钛合金管坯,经两道次两辊开坯轧制和一道次多辊精轧获得Ф85mm×2．5mm成品管材。研究了开坯、精轧一系列冷轧变形过程中的组织形态和室温力学性能变化,建立了挤压管坯加工过程的组织演变模型。结果表明：挤压制备的CT20钛合金管坯,其组织为细小均匀的网篮组织;对CT20钛合管坯进行大变形率（ε总=70％）的两辊开坯轧制,能够获得细晶组织;多辊精轧管材加工态组织与上道次冷轧态组织相比变化不大,经900℃退火后形成均匀的等轴组织。     

废硫酸回收用钽管的加工研究

研究了废硫酸回收用钽管的加工工艺。通过改进挤压管坯镗内孔的工艺,实现了挤压管坯不中断,用较长的挤压管坯生产Ф25×0．9×11000mm的长钽管,减少了管材切头尾的长度,提高了管材成品率。在确定成品管前一道次管坯的尺寸时,要综合考虑LD30轧机最大装料长度、钽材的变形程度和减径量与减壁量的比值。用本工艺所制备的钽管已用于废硫酸回收的钽蒸发器的制造,获得良好的应用效果。     

冷轧及退火工艺对近β钛合金管材组织与力学性能的影响

研究了外径为φ10mm左右的近β钛合金管材冷轧及退火工艺。通过改变冷轧过程中的工艺参数，研究了加工变形量、减壁，减径比（Q值）对近β钛合金管材拉伸力学性能的影响。对冷轧加工管材进行680℃，1h，715℃，1h，750℃，1h，820℃，1h固溶处理后分别水淬（WQ）、空冷（AC）、炉冷（FC），研究了固溶温度、冷却速度对管材显微组织和拉伸力学性能的影响。结果表明：在小变形量下冷扎，管材塑性对形变硬化非常敏感，变形量大于35％后，马氏体转变使得合金塑性有所恢复，管材不适宜在Q值小于2的条件下加工。相变点以上固溶处理后管材屈强比不到0．6，固溶后空冷处理管材具有良好的强度和塑性匹配。     

Nb离子注入对Zr-4合金耐蚀性能的影响

为了研究Nb离子注入对Zr-4合金电化学腐蚀性能的影响,对Zr-4合金试样表面进行不同剂量的Nb离子注入并测定其在1NH2SO4水溶液中的极化曲线,然后使用扫描电子显微镜(SEM)对极化实验后的试样表面形貌进行了观察。结果表明,Nb离子注入能够改善Zr-4合金的耐腐蚀性能,而且改善的程度与注入离子的剂量有关。同时使用X射线光电子能谱分析(XPS)对试样的表层成分和价态进行了分析,发现在注量为5×1016ion/cm2和1×1017ion/cm2的条件下,Nb和Zr在试样表层以Nb2O5和ZrO2的形式存在;而在注量为2×1017ion/cm2的条件下,则以Nb2O5,NbO和ZrO2的形式存在。     

影响Zr-4合金板带材织构的工艺因素

在核燃料产业中,Zr-4锆合金带材用于制备核燃料组件的定位格架,是一种重要的结构材料。文章通过采用不同的加工工艺对比实验研究β淬火板坯厚度、热轧温度、热轧变形量对Zr-4合金板带材织构因子的影响,确定了在工业化生产中控制Zr-4合金板带材织构的关键加工工艺。对不同加工工艺板带材试样采用带EBSD的扫面电镜进行织构因子检测分析。研究结果表明,在加工过程中影响Zr-4合金板带材织构的关键工艺参数是板材热轧变形量;板带材横向及纵向织构因子随着热轧变形量的增大而减小,法向织构因子增大;β淬火板坯厚度和热轧温度对Zr-4合金板带材织构的影响程度较小。     

高强度TA18合金管材性能评价与控制方法研究

研究了高强度TA18合金管材的性能评价与控制方法。利用X射线衍射法,测量了表征管材织构的极图、反极图和取向分布函数ODF,通过对国内外典型规格管材不同晶面织构强度的对比分析,得出高性能的管材织构以{0001}<1100>为主。给出了收缩应变比CSR的测试原理及方法,研究了CSR与其他性能之间的关系。结果表明,提高CSR有利于提高径向织构分布比例及管材的强度和塑性。提出了管材性能控制方法,即提高减壁/减径比Q值,则管材径向织构分布比例增加,CSR提高。     

TA2管材织构及性能研究

对比研究了轧制与轧制加拉拔两种加工工艺制备TA2管材的显微组织、变形织构与再结晶织构、拉伸性能及扩口、压扁等工艺性能,同时分析了织构对管材力学性能及工艺性能的影响。结果表明:加工态轧制加拉拔管材和轧制管材均表现为径向织构和周向织构相结合的复合织构;退火态管材试样表现为径向织构。径向织构可以显著提高管材的力学性能,而对管材扩口、压扁性能影响不大。     

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...     

低Al含量Ti-Al纳米杆拉伸变形的分子动力学模拟

对比研究了轧制与轧制加拉拔两种加工工艺制备TA2管材的显微组织、变形织构与再结晶织构、拉伸性能及扩口、压扁等工艺性能,同时分析了织构对管材力学性能及工艺性能的影响.结果表明:加工态轧制加拉拔管材和轧制管材均表现为径向织构和周向织构相结合的复合织构;退火态管材试样表现为径向织构.径向织构可以显著提高管材的力学性能,而对管材扩口、压扁性能影响不大.     

不同Q值冷轧对TA18钛合金管材织构及力学性能的影响

研究不同Q值冷轧工艺对高强TA18钛合金管材织构及力学性能的影响。测试比较了两种工艺获得的管材的拉伸性能、CSR值和（0002）面极图、ODF截图。结果表明,冷轧加工TA18钛合金管材的Q〉1时,管材径向压力占优势,会形成晶向[0002]与管材径向平行的织构,以径向织构为主的管材综合性能较好,可满足AMS标准要求;当冷轧加工TA18钛合金管材的Q〈1时,切向压力占优势,会形成晶向[0002]与管材切向平行的织构,以切向织构为主的管材塑性较差,无法满足AMS标准要求。     

新型医用TLM钛合金管材加工工艺及性能研究

选择同样规格管坯进行了：①变形量ε分别为15％，28％，34％，40％的冷轧变形实验；②Q值为0．86，1．15，2．62的冷轧变形实验；③加热温度分别为680，715，730，820℃，均保温1h的中间退火实验；④5种热处理工艺制度实验；⑤冷轧和拉拔2种不同加工方式实验。实验后用10％HF＋30％HNO3＋60％H2O酸洗液对管材表面进行处理，之后测试管材的力学性能。结果表明，该合金的变形量（ε）应选在30％～35％之间，Q值控制在2以下；中间退火温度应选在相变点以上，此时可获得最高的合金塑性，具有优良的冷加工性能；最终热处理应先在750℃固溶处理，然后再在510℃时效处理4h可以得到塑性和强度匹配良好的管材。另外，采用轧制方法生产出的管材强度较高，塑性较低，表质量好，而采用拉拔方法生产出的管材塑性较高，强度略低，表面光洁度差。     

Zr-Sn-Nb-Fe合金管材冷轧变形过程中织构演变

文章通过电子背散射衍射技术（EBSD）对Zr-Sn-Nb-Fe合金管材轧制变形锥体不同变形位置的微观晶粒取向进行分析,研究了Zr-Sn-Nb-Fe合金管材冷轧变形过程中织构演变。研究表明:Zr-Sn-Nb-Fe合金管材冷轧变形相对减壁量与相对减径量的比值（Q值）约为1.20时,主要形成<0001>//周向（TD）的晶粒取向,<0001>//径向（RD）的织构含量较少;随着冷轧变形量的增加,<11-20>//轧向（AD）的织构含量急剧减少,<10-10>//轧向（AD）的织构明显增强,<11-20>//轧向（AD）的晶粒逐渐转向<10-10>//轧向（AD）。     

锆合金挤压管坯的组织及织构研究

采用XRD和EBSD技术,对不同挤压温度(650和630℃)的2种锆合金管坯的显微组织和宏观织构进行研究。结果表明,管坯内发生了动态回复和再结晶,其组织由沿挤压方向拉长的大晶粒与近似等轴的再结晶晶粒组成,管坯内再结晶晶粒的平均尺寸相近,分别为0.44和0.41μm,温度对显微组织无显著影响;挤压温度为650℃的管坯的织构主成分为<1010>纤维织构及{0001}<1010>,630℃挤压管坯的织构主成分为<1120>纤维织构及{0001}<1120>,并且后者基轴在管材横向的分布强度略高于径向分布。