含鈮鋯合金的加工及組織和性能研究.pdf

1、本文通過分析和計(jì)算確定了鋯合金中需要添加的鈮元素的含量(wt)分別為0.05％、0.2％、0.4％、0.6％、0.8％，采用非自耗電極電弧熔煉技術(shù)對鋯及其合金元素的混合原料進(jìn)行熔煉，對鑄錠樣品實(shí)行1050℃×20minβ相真空淬火后，經(jīng)熱軋和冷軋后進(jìn)行580℃×2h退火處理。采用光學(xué)顯微鏡、顯微硬度計(jì)、XRD、化學(xué)分析、能譜分析、測定鋯合金的極化曲線等設(shè)備和方法對每一道工藝后樣品的顯微組織、成分和性能作了分析。最終討論了在此技術(shù)路線下制

2、得的鋯合金的耐蝕性及鈮含量對其耐蝕性的影響。 化學(xué)分析結(jié)果表明，鑄錠的實(shí)際化學(xué)成分與預(yù)期的鋯合金成分相吻合；鑄錠的組織呈細(xì)小針狀，且隨著鈮含量的增加，組織越來越細(xì)，晶粒越來越小；鑄錠的硬度隨鈮含量的增加變化不大，其中鈮含量為0.4％的樣品的硬度最大，達(dá)到了230Hv。 經(jīng)β淬火后，合金元素的分布更加均勻；鋯合金的組織為典型的板條狀馬氏體組織，且隨著鈮含量的增加組織越來越細(xì)，晶粒也越來越細(xì)小；基體相為α-Zr，能譜分析結(jié)果

3、表明，隨鈮含量的不同，析出的第二相可能為zr(Fe，Cr)2粒子、Zr-Nb-Fe粒子和β-Nb；與淬火前相比，淬火后鋯合金的硬度顯著增加，其中鈮含量為0.4％的樣品的硬度最高，達(dá)到了270Hv，但隨鈮含量韻增加，鋯合金的硬度變化不大。 經(jīng)過軋制，晶粒沿加工方向被拉長，晶粒的長寬比顯著增大，晶粒厚度減??；組織網(wǎng)絡(luò)發(fā)生破碎和球化現(xiàn)象，和軋制前相比，組織變得更加細(xì)小，且隨Nb含量的增加，組織越來越細(xì)，鈮含量為0.4％時組織最細(xì)小，而

4、后隨鈮含量的增加組織又變得越來越粗大；大量的第二相粒子呈彌散狀態(tài)分布；極化曲線實(shí)驗(yàn)表明，鈮含量最高的鋯合金樣品耐酸性溶液的腐蝕能力相對較弱。經(jīng)過退火，得到了等軸再結(jié)晶晶粒，隨鈮含量的增加，組織先變得細(xì)小，當(dāng)鈮含量為0.4％時，組織最為細(xì)小，而后組織又變得粗大；富Nb的β-Zr相斷裂在α-Zr晶界上形成不連續(xù)的析出相，第二相粒子的數(shù)量較退火前明顯增多，彌散分布在基體中。退火后鋯合金的硬度保持在210～230Hv之間，隨鈮含量的增加，鋯合金