Nb-1Zr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-1Zr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Fe₂Nb的疏松组织,反应层Ⅱ是Fe₂Nb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355MPa的最大值。     

热处理对U-Mo/Nb互扩散行为的影响

采用包覆热轧法制备了U-Mo/Nb固相复合扩散偶.分别在760℃和790℃温度下对U-Mo/Nb固相复合扩散偶进行了不同时间的扩散热处理.用能谱法(EDS)测定了扩散偶不同热处理时间后的扩散层厚度;并采用非线性拟合方法研究了扩散层厚度与热处理时间的关系.结果显示,2种温度下扩散层厚度与时间的拟合结果存在较大差异.     

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。     

U-Mo合金与Al扩散反应特征研究

采用扩散偶方法研究了U-Mo合金与Al扩散反应特征.扩散偶以热压方式实现持续贴合.实验在真空热压炉中完成,热压温度550-570℃,时间5～21 h.结果表明:U-Mo/Al扩散层界面形貌和成分与扩散层厚度有关;在扩散层界面处U、Mo和Al的含量突变;U-Mo侧扩散层产物主要为(U,Mo)Al3,Al侧产物为(U,Mo)Al4和UMo2Al20.U-Mo/Al扩散反应是Al越过U-Mo/Al原始界面向U-Mo侧扩散并发生固体反应和扩散层向Al层生长的过程.     

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.     

304NG在超临界水中腐蚀后氧化膜分析

研究了奥氏体不锈钢304NG(以下简称304NG)在压力为25 MPa,温度分别为500、550、600、650℃超临界水中的腐蚀行为,通过扫描电镜-电子能谱(SEM-EDX)、X射线衍射(XRD)对304NG试样氧化膜微观组织的研究表明:304NG在超临界水中腐蚀后,表面氧化膜由岛状和非岛状2种不同形貌的腐蚀相组成.其中,含岛状腐蚀相的氧化膜具有双层结构,外层为Fe3O4相,内层为Fe3O4和FeCr2O4相;不含岛状腐蚀相的氧化膜为单层结构,氧化膜中含有Fe3O4和FeCr2O4相.同时,304NG在超临界水中氧化膜存在脱落现象,氧化膜脱落程度随温度升高而加剧.     

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。     

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.     

锆-2合金和18-8奧氏体不锈钢冶金结合层的研究

应用金相、显微硬度,电子探针及X射线衍射等方法研究了锆-2合金和18-8奥氏体不锈钢之间的扩散结合层和爆炸结合层。确定了结合层中各种相的成分和晶体结构。扩散结合层中可分为四层,其中存在α-Fe、Zr(Fe5/8Gr3/8)_2、Zr_2(F3/4Ni4/4)和α-zr等相,而爆炸结合层中只发现zr(FeCrNi)_2相。并讨论了扩散结合层中各组织的形成规律。     

T91钢在氧浓度为0.01ppm静态铅铋合金中的界面腐蚀特征

开展了铅基反应堆候选结构材料T91钢在500℃、0.01ppm氧浓度、静态铅铋共晶合金(LBE)中的腐蚀行为研究,腐蚀时间依次为500、1 000、2 000h。采用SEM观察腐蚀界面组织形貌,并结合EDX分析界面产物成分及元素扩散行为。结果显示:T91钢发生了氧化腐蚀,表面生成了具有3层结构的氧化膜。最外层为疏松且有LBE渗透的Fe3O4层,中间层为致密且具有保护性的(Fe,Cr)3O4层,最内层为富含铬元素的内氧化层(IOZ)。随着腐蚀时间的增加,Fe3O4层和(Fe,Cr)3O4层的厚度先快速增加,在1 000h时分别达到6.5μm和7.4μm;随着腐蚀时间进一步增加,Fe3O4层的厚度略有减小而(Fe,Cr)3O4层的厚度略有增加,而IOZ的厚度却一直近似以线性规律缓慢增加。