合金成分对锆合金焊接区腐蚀时吸氢性能的影响

采用Fe含量相同，但Cr含量不同的锆合金板与Zr-4板对接焊，腐蚀后不同样品中的氢含量差别很在，与氧化膜的厚度不成比例，说明合金元素Cr对锆合金的吸氢性能有着非常明显的影响，当不含Cr时，焊接样品腐蚀后的氢含量明显减少：Zr．4经不同热处理后Zr(Fe，Cr)2第二相的大小和多少与氢含量有关，说明合金中存在Cr时形成的Zr(Fe，Cr)2第二相是引起吸氢量增加的主要原因。在不含Cr的锆合金中添加合金元素Nb，不仅改善了焊接区的耐腐蚀性能，而且不会引起腐蚀时吸氢增加。氯化锆会在对接焊样品中未焊透的前端析出，这是张应力引起氢的扩散富集并诱发氢化物析出的结果。氢化锆还会沿着熔区边界集中析出，这将影响锆合金力学性能的均匀性。     

锆合金电解渗氢工艺及组织演变研究

对新型Zr-Sn-Nb系SZA-4锆合金管材进行电解渗氢处理,研究了渗氢时间对SZA-4锆合金吸氢量和氢化物类型及分布的影响规律,以及均匀化退火对氢化物类型及分布的影响规律。结果表明,随着电解渗氢时间延长,SZA-4锆合金管材的吸氢量增加,吸氢量与渗氢时间之间符合抛物线关系。显微组织分析表明,锆合金电解渗氢后在样品表面形成一层氢化物层,而内部仍为锆合金基体。随着渗氢时间延长,该氢化物层的厚度增加。对氢化物层的相结构分析表明,渗氢时间较短时,氢化物层由δ-ZrH_1.66相组成;随着渗氢时间延长,氢化物层中的δ-ZrH_1.66相含量增加;渗氢24 h后,氢化物层由ε-ZrH_1.801相和δ-ZrH_1.66相组成。对渗氢试样400 ℃/6 h均匀化退火处理后,发现氢化物层厚度进一步增加,且在样品内部沿周向有条状氢化物析出。相结构分析显示,此时氢化物层中ε-ZrH_1.801相消失,原来的δ-ZrH_1.66氢化物转变为δ-ZrH_1.5氢化物。而经400 ℃/96 h均匀化退火处理后,氢化物层消失,细小条状氢化物均匀分布于试样中。     

第二相对Zr-4合金在400℃过热蒸汽中腐蚀吸氢行为的影响

采用不同的热处理方法制备了Zr（Fe，Cr）2第二相大小、多少及Fe／Cr比不同的样品，并研究了Zr（Fe,Cr）2第二相对Zr-4合金腐蚀时吸氢行为的影响。结果表明，不同热处理的Zr-4样品，经400℃／10.3MPa过热蒸汽腐蚀后吸氢量差别很大，与耐腐蚀性能之间并没有直接的对应关系。经β相加热空冷处理的样品第二相较小，也比较少，虽然耐腐蚀性能最差，但吸氢分数最低；经800℃加热处理的样品第二相粗大，数量增多，腐蚀速率略低于β相处理的样品，但吸氢分数最高；经720℃和600℃加热处理的样品第二相大小介于前2种样品之间，数量也很多，腐蚀速率明显低于声相处理的样品，但吸氢分数却高于后者。认为镶嵌在金属／氧化膜界面处还未被氧化的Zr（Fe，Cr）2第二相可以作为吸氢的优先通道，因而第二相的大小和数量是影响Zr-4合金腐蚀时吸氢行为差别的主要原因。     

变形及热处理对Zr-Sn-Nb新锆合金第二相粒子的影响

将Zr-Sn-Nb新锆合金样品分组进行不同的热加工，用透射电镜（TEM）和高分辨电镜（HRTEM）观察并分析它们的显微组织和第二相粒子成分。TEM观察发现，1000℃样品与580℃样品相似，第二相粒子呈弥散分布。其它样品中第二相粒子分布不太均匀，随着保温温度升高，带状分布的第二相增多。EDS分析发现样品中存在Nb／Fe比不同的2种Zr-Nb-Fe第二相粒子和不含Fe元素的βNb粒子。     

Zr-Nb合金的吸氢性能与相变行为

通过PCT(pressure-composition-temperature)吸氢性能实验研究了温度(700~900℃)和Nb含量(1%~30%,质量分数)对Zr-Nb合金吸氢性能的影响。结果表明,温度的变化对β-Zr相和δ氢化锆相的两相平衡有较大影响,β-Zr相较δ氢化锆相的高温稳定性更强。Nb的添加降低了体系与H结合的稳定性,随着Nb含量的增加,合金的最大吸氢量明显减少。相同温度条件下,β-Zr相和δ氢化锆相两相平台所对应的平衡氢分压随Nb含量增加而升高。Nb降低合金最大吸氢量的主要原因是高氢含量的δ相NbH2氢化物在低压下不能稳定存在。     

Ti-Cr-V系合金显微组织对吸氢性能的影响

Ti-Cr-V系体心立方(BCC)合金具有较强的吸氢能力，曾首次显示出3%的吸氢量，在室温下的可再充电吸氢容量也在2.3%左右。但该合金系在具有高吸氢的同时，存在着滞后效应严重和循环耐久性差等问题。Ti-Cr-V合金的吸氢性能对其热加工和热处理工艺很敏感，日本业内技术人员研究了不同熔炼和热处理方法对Ti-Cr-V合金显微组织和吸氢性能的影响。 通过水冷铜坩埚内的电弧熔炼，制备出尺寸φ40mm×22mm(50g)的Ti30Cr20V50合金锭，经真空感应熔炼(VIM)铸成17mm×220mm×720mm(40kg)Ti-Cr-V-Fe合金锭。铁的加入目的是促进合金的均匀化。VIM…     

退火对Zr-Sn-Nb-Fe-Si新锆合金薄板带材组织性能的影响

针对锆合金带材冲压成形时易破裂的问题,研究了再结晶退火对Zr-Sn-Nb-Fe-Si新锆合金薄板带材组织性能的影响。结果表明,随着退火温度的升高,新锆合金薄板带材的最大减薄率减小;第二相颗粒弥散分布于新锆合金晶粒内部及晶界,其形貌基本为球状,尺寸较大第二相为Zr(NbFe)₂,较小为β-Nb;新锆合金带材具有■两类织构,其中■取向的晶粒与形变基体的取向差为30°/<0001>。随着再结晶退火温度的升高,第二相颗粒产生的钉扎作用不能阻碍锆合金重合点阵∑13晶界的快速迁移,导致■取向的再结晶晶粒择优长大,吞并形变基体,小角度晶界占比降低,大角度晶界占比升高,造成再结晶织构由■转变为■,改善晶粒变形的均匀性,提高带材冲压时塑性变形的均匀程度,因此再结晶退火有利于改善新锆合金薄板带材的冲压成形性能。     

退火对新型锆合金组织与性能的影响

采用扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和万能试验机等,研究真空退火对新型Zr-Nb-O-Cu锆合金微观组织与力学性能的影响。结果表明:在580℃、3 h退火条件下,合金的平均晶粒尺寸为2.5μm,晶粒为等轴晶,退火前后均存在■和■两种织构,但基面织构强度有所降低。第二相颗粒在晶内和晶界呈弥散分布,为体心立方(BCC)结构的β-Nb相与密排六方(HCP)结构的Zr-Nb-Fe相,尺寸集中在30～150 nm之间。相对于原材,退火后合金沿轧制方向(RD)和垂直方向(TD)的屈服强度(σ_s)及抗拉强度(σ_b)均下降,试样均韧性断裂。3个方向的应变硬化指数(n)与塑性应变比(r)差异明显。晶粒与第二相的尺寸、织构等因素对力学性能有重要影响。     

预变形对Zr-Sn-Nb合金淬火时效晶粒及析出相的影响

采用SEM附带的背散射电子通道衬度（ECC）像、二次电子（SE）像及能谱（EDS）分析技术,研究了β相水淬后预变形处理对Zr-Sn-Nb合金在时效过程中再结晶和第二相析出的影响规律.结果表明,未引入预变形直接时效时所得组织中再结晶晶粒尺寸粗大且形状不规则,第二相粒子尺寸差异也较大,其中尺寸大的第二相粒子为含Cu的Zr₃Fe,主要沿原β晶界分布;预变形后再时效的组织中再结晶晶粒显著细化且尺寸均匀,第二相粒子尺寸差异减小,大尺寸的Zr₃Fe粒子主要沿α再结晶晶界分布.无论有无预变形或时效时间长短,晶粒内部析出相均为弥散分布的小尺寸Zr（Fe,Cr,Nb）₂粒子.引入预变形会减弱沉淀相沿晶界析出和急剧长大的倾向,使锆合金的微观组织和第二相分布特征改变.     

退火温度对新型锆合金薄板带材析出相和织构的影响

采用扫描电镜和超高分辨透射电镜,对具有良好冲制性能的新型锆合金薄板成品带材进行含晶粒、第二相粒子等在内的显微组织研究,并探索真空退火处理条件下温度对带材显微组织的影响。结果显示:新型锆合金薄板成品带材晶粒平均尺寸2.17 μm,存在{0001}<1010>和{0001}<1120>两种织构,大部分晶粒<1120>平行带材RD方向,较少晶粒<1010>平行带材RD方向;第二相粒子分布在晶粒内部及晶界,平均尺寸114 nm,尺寸较大的为不规则椭圆形的Zr-Nb-Fe相,尺寸较小的为圆形的β-Nb相;热处理退火温度降低,带材晶粒尺寸减小,第二相粒子细小弥散分布;新型锆合金薄板成品带材良好冲制性能主要源于轧制积累应变诱发再结晶过程进行充分,导致晶粒细小及孪晶发生破碎;相对轧制变形,退火对带材冲制性能影响不显著。     

Electrochemical properties of TiV-based hydrogen storage alloys

The electrochemical properties of the super-stoichiometric TiV-based hydrogen storage electrode alloys(Ti0.8Zr0.2)(V0.533Mn0.107Cr0.16Ni0.2)x(x=2,3,4,5,6)were studied.It is found by XRD analysis that all the alloys mainly consist of a C14 Laves phase with hexagonal structure and a V-based solid solution phase with BCC structure.The lattice parameters and the unit cell volumes of the two phases decrease with increasing x.The cycle life.the linear polarization.the anode polarization and the electrochemical impedance spectra of the alloy electrodes were investigated systematically.The overall electrochemical properties of the alloy electrode are found improved greatly as the result of super-stoicfhiometry and get to the best when x=5.     

去应力退火对TC18和TC21钛合金吸氢含量的影响

在井式空气炉内按GJB 3763A—2004标准的最高温度和最长保温时间对TC18和TC21钛合金进行了去应力退火,研究了空气炉去应力退火对TC18和TC21钛合金吸氢含量的影响。结果表明:与去应力退火前相比,TC18钛合金经空气炉去应力退火后氢含量有所增加,而TC21钛合金氢含量反而降低。经去应力退火后,TC18和TC21钛合金的氢含量分别为0.0029%和0.0025%,远小于材料规范要求的氢含量(＜0.015%);随表层至中心(深度变化),氢含量未见明显的规律性变化,里层氢含量与表层氢含量相差不大。从吸氢量考虑,该两种钛合金均可采用空气炉进行消除应力热处理。     

固溶温度对Al-11.7Zn-2.2Mg-2.0Cu-0.12Zr铝合金组织及性能的影响

采用拉伸试验机、金相显微镜、XRD、SEM以及EMPA等手段对合金元素总含量超过15%(质量分数,下同)的新型超高强Al-11.7Zn-2.2Mg-2.0Cu-0.12Zr铝合金不同固溶温度处理后的组织与性能变化规律进行了研究。结果表明:晶内的固溶度随温度升高逐渐增加,在474℃时基本达到稳定状态,约有99%的Zn、Mg以及75%的Cu溶入晶内,其余的合金元素富集在晶界第二相内,此时,第二相主要由含Cu的η以及T相构成;合金的最佳固溶温度为474℃,此时合金的抗拉强度(σb)为688 MPa、延伸率(δ)为8%;温度为476℃时,合金局部区域出现轻微过烧,导致延伸率迅速降低;断口分析显示,随固溶温度的提高,再结晶程度增加,晶界第二相数量减少,合金的拉伸断口由较低温度时的沿晶+穿晶混合断口转变为较高温度时的沿晶断口为主。     

氢对锆合金模拟LOCA试验后残余塑性的影响

锆合金包壳在堆内吸氢,失水事故(LOCA)锆合金包壳会脆化,含氢包壳在事故进程或事故后续处理中更易破裂,造成放射性产物泄漏。文章对不同氢含量(0ppm、195ppm、310ppm、395ppm)锆合金模拟LOCA试验后残余塑性进行研究,探索了氢对锆合金模拟LOCA试验后残余塑性的影响机理。结果表明,随含氢量的提高,在模拟LOCA试验后锆合金残余塑性下降。氢的加入对锆合金显微组织结构影响较小,氢对锆合金微观组织结构的影响不是导致锆合金残余塑性降低原因。氢的存在导致锆合金模拟LOCA试验后残余塑性下降的原因之一是氢增加造成锆合金prior-β相中吸收氧含量提高,从而降低锆合金残余塑性,其次氢可能以饱和固溶或细小的氢化物脆性相方式存在于prior-β相中,也造成锆合金残余塑性下降。     

变形及热处理对Zr—Sn—Nb合金中β—Zr分解的影响

用透射电子显微镜研究了变形及热处理对Zr-Sn-Nb合金中β-Zr分解的影响，试样经750℃，0．5h处理快冷后，在晶界上形成块状的β-Zr，在晶粒内形成棒状的β-Zr，经1000℃，0．5h处理快冷后，在板条晶粒的晶界上形成层状的β-Zr，晶界上的β-Zr在560℃热处理时发生的分解，得到颗粒状的β-Nb（100nm-200nm)，但晶内棒状的β-Zr并不发生分解，变形使β-Zr变得更不稳定，促进其分解时的成核，可以得到粒径更小（10nm-60nm)的β-Nb第二相，原来不易发生分解的晶内棒状β-Zr，经变形处理后也可以发生分解，为了在含Nb的合金中获得细小并且均匀分布的β-Nb第二相，坯料经过均匀化β相加热淬火后，在后续的成材加工过程中，不应在高于610℃的温度下进行热处理，要避免重新形成块状的β-Zr。     

稳定化处理对347H不锈钢第二相及性能的影响

通过JMatPro软件对347H不锈钢相图进行模拟,并结合生产工艺分析其稳定化温度对第二相、力学性能及耐腐蚀性能的影响.结果表明:347H钢凝固过程中第二相主要为NbN、Nb(C,N)、M23C6、σ相和Z相.1140℃固溶后的第二相主要为Nb(C,N)和少量NbN、M23 C6,相尺寸约为0.5μm.经800～100...