α-Zr基体显微组织对新锆合金氧化膜的形成及其耐腐蚀性能的影响

来源期刊：功能材料2014年第8期

论文作者：章海霞 张其清 许并社 王永祯 周廉

文章页码：8062 - 8066

关键词：耐蚀性能;Nb含量;第二相粒子;氧化膜;α-Zr基体;

摘    要：通过静态高压釜实验研究了NZ2、NZ8两种含Nb锆合金在400℃/10.3MPa蒸汽中的腐蚀规律;透射电镜及中子衍射对两种新锆合金α-Zr基体的显微结构进行分析;X射线衍射法、拉曼光谱法研究了它们在400℃蒸汽中腐蚀后氧化膜的晶体结构。腐蚀规律研究表明,400℃蒸汽中,NZ2合金的耐腐蚀性能较NZ8的好。α-Zr基体的显微结构研究显示,NZ2合金第二相粒子主要包括C14型Zr（Fe,Cr）2和Zr（Fe,Cr,Nb）2两种类型,α-Zr基体中固溶的Nb含量低于平衡固溶度;NZ8合金中只发现了一种Zr-Fe-Nb第二相粒子,Nb元素过饱和存在于α-Zr基体。氧化膜晶体结构研究显示,转折前氧化膜由四方相和单斜相组成,转折时,氧化膜内部出现了立方相,立方相的形成与Nb的添加密切相关;氧化膜中四方相含量越高,锆合金的耐腐蚀性能越好。大量Zr-Fe-Nb第二相粒子以及α-Zr基体中过饱和的Nb含量增加了NZ8合金氧化膜局部体积膨胀,促进了裂纹的生成,加速了氧化膜内部四方相向单斜相的转变,从而使腐蚀加速,而α-Zr基体中低于平衡固溶度的Nb含量及少量Zr（Fe,Cr）2和Zr（Fe,Cr,Nb）2第二相粒子使NZ2合金耐腐蚀性能相对较好。