退火态及马氏体态M5锆合金管轴向拉伸性能研究

M5锆合金经β相区淬火后会发生马氏体相变,为了解具有马氏体相的M5锆合金管的轴向拉伸性能并研究马氏体相对锆合金管轴向拉伸性能的影响,通过静态拉伸试验对退火态及马氏体态的M5锆合金包壳管室温轴向拉伸性能进行了研究,并采用扫描电镜对静态拉伸断口进行了观察。结果表明,马氏体态M5锆合金管比退火态M5锆合金管强度高,但塑性和韧性低;从微观断口形貌来看,两种状态的M5锆合金管轴向拉伸断口形貌均为韧窝,断裂机理均为微孔聚集型断裂,断裂类型均为韧性断裂。     

退火态及马氏体态Zr-Nb合金拉伸性能分析

为研究马氏体对锆合金拉伸性能的影响,采用静态环向拉伸试验方法对退火态及马氏体状态的Zr-Nb合金核燃料包壳管在室温和400℃下的环向拉伸性能进行了研究,并对拉伸断口进行了微观形貌的观察.结果表明：室温和400℃相比,马氏体状态的Zr-Nb合金相比退火态Zr-Nb合金强度高,韧性好,退火态Zr-Nb合金的局部塑性变形较大;从微观上看退火态和马氏体态Zr-Nb合金室温与400℃的拉伸断裂后均呈现微孔聚集型韧性断裂.     

添加V对Zr-1Nb-0.1Fe合金力学性能以及高温水蒸汽腐蚀性能的影响

使用真空自耗电弧熔炼的方法制备了名义成分为Zr-1Nb-0.1Fe-0.05V和Zr-1Nb-0.1Fe(质量分数,%)的两种合金并制备成板材样品。采用拉伸试验及静态高压釜腐蚀试验方法研究了合金板材样品在室温、高温(380℃)条件下沿轧向和横向的拉伸性能及在500℃水蒸汽和400℃/10.3 MPa水蒸汽中耐腐蚀性能。利用扫描电子显微镜(SEM)观察了合金的第二相粒子、拉伸断口形貌,结果显示:添加0.05wt%的V对力学性能改善不明显,略微提高了Zr-1Nb-0.1Fe合金室温、高温(380℃)抗拉强度,断口形貌均为韧窝,断裂机理为微孔聚集型断裂;V的添加细化了组织晶粒及第二相粒子,提高了合金在500℃水蒸汽及400℃/10.3MPa高温水蒸汽中的耐腐蚀性能。     

M5锆合金马氏体热处理工艺研究

通过单因素实验法设计不同热处理工艺,并对热处理后的国产M5合金的显微组织和力学性能进行研究.结果表明:国产M5合金经β相淬火后组织为马氏体组织;淬火温度对国产M5合金的晶粒尺寸、抗拉强度和屈服强度影响较大,回火温度和回火时间对国产M5合金的塑性影响较大.综合考虑确定920℃淬火+610℃真空回火8h为最优热处理参数.     

Zr-4合金包壳管维氏硬度与强度关系研究

硬度反映了金属材料在局部范围内抵抗外物压入的能力，其与强度之间存在一定的内在联系。通过室温拉伸和维氏硬度试验，研究了不同状态Zr-4合金包壳管维氏硬度与强度之间的关系，通过最小二乘法建立了维氏硬度与抗拉强度、屈服强度之间的回归方程，分别为y₁=5.764x–544.215(R²=0.997),y₂=5.743x–647.90(R²=0.998)，并分析了回归方程的拟合效果。研究表明，Zr-4合金包壳管强度与维氏硬度的相关性极强，二者之间存在较强的正相关性。基于所建立的显微硬度与强度的回归方程，确定了Zr-4合金包壳管冷轧过程中维氏硬度与抗拉强度、屈服强度之间的关系。使用含有初始屈服应力的刚塑性指数硬化数学模型，建立了Zr-4合金包壳管皮尔格两辊冷轧工作锥强度与当量变形量之间的关系式，分别为σ_s=297.37+353.13ε_Hz^0.34，σ_b=453.57+306.47ε_Hz^0.44...     

V对Zr-1Nb-0.1Fe合金显微组织及耐腐蚀性能的影响

采用真空自耗电弧炉熔炼制备了Zr-1Nb-0.1Fe和Zr-1Nb-0.1Fe-0.05V合金,通过OM、SEM和XRD观察分析了两种合金的金相组织、第二相粒子以及在360℃、18.6MPa条件下在LiOH与硼酸配制的Li+B水溶液中长期腐蚀后的腐蚀氧化膜相组成,研究了V对Zr-1Nb-0.1Fe合金微观组织及耐腐蚀性能的影响。结果表明,Zr-1Nb-0.1Fe合金中添加0.05%的V能够细化组织晶粒,形成尺寸较小且弥散分布的第二相粒子,并改变Zr-1Nb-0.1Fe合金在Li+B水溶液中氧化膜微晶结构,具有稳定氧化膜的四方相(tZrO_2),提高了合金在360℃、18.6MPa条件下的Li+B水溶液中的耐腐蚀性能。     

退火态及马氏体态M5锆合金管轴向拉伸性能研究

M5锆合金经β相区淬火后会发生马氏体相变,为了解具有马氏体相的M5锆合金管的轴向拉伸性能并研究马氏体相对锆合金管轴向拉伸性能的影响,通过静态拉伸试验对退火态及马氏体态的M5锆合金包壳管室温轴向拉伸性能进行了研究,并采用扫描电镜对静态拉伸断口进行了观察。结果表明,马氏体态M5锆合金管比退火态M5锆合金管强度高,但塑性和韧性低;从微观断口形貌来看,两种状态的M5锆合金管轴向拉伸断口形貌均为韧窝,断裂机理均为微孔聚集型断裂,断裂类型均为韧性断裂。     

表层渗碳对N36锆合金管坯耐腐蚀性能的影响

将表面含轧制润滑油脂的N36锆合金管坯在560℃下通过真空热处理方式渗碳,将未经渗碳的N36管坯作为对照,逐层取样分析碳、氧、氮、氢元素含量,用高压釜在400℃、10.3MPa高温高压水蒸气环境下进行3d与14d的腐蚀试验,用扫描电镜观察显微组织。结果表明,表层碳含量增加会导致锆合金耐腐蚀性能下降,其原因在于碳含量增加导致锆合金热处理时析出的β Nb第二相尺寸增大、团聚、分布不均匀,最终引起锆合金耐腐蚀性能下降。