Zr-4合金氧化膜的显微组织研究

来源期刊：腐蚀与防护2009年第9期

论文作者：周邦新 李强 姚美意 刘文庆 褚于良

文章页码：589 - 1204

关键词：Zr-4合金;腐蚀性能;氧化膜;显微组织演化;

摘    要：Zr-4合金样品在高压釜中经过360℃/18.6 MPa高温去离子水腐蚀395天后,用扫描电镜观察了氧化膜的断口形貌,用高分辨透射电镜观察了氧化膜不同深度处的显微组织和晶体结构,研究了氧化膜的显微组织在腐蚀过程中的演化过程。氧化膜的晶体结构非常复杂,在靠近金属基体处除了稳定的单斜（m）晶体结构外,还存在非晶、立方（c）和四方（t）等亚稳相,晶体中还生成了很多缺陷。m/t和m/c晶体之间存在共格关系,满足（001）m//（110）t,（010）m//（1-10）t;以及（001）m//（002）c,（010）m//（020）c的取向关系。氧化膜中的晶体缺陷在应力、温度和时间作用下会发生扩散,并在氧化锆晶界上凝聚生成孔隙,弱化了晶粒之间的结合力并引起显微组织的演化。在内应力的作用下,孔隙之间的扩展和连结发展成微裂纹,氧化膜变得比较疏松,导致了耐腐蚀性能的变化和腐蚀加速。讨论了各种影响显微组织演化因素之间的关系,氧化膜显微组织的演化过程是不可避免的,寻找并控制能够延缓显微组织演化过程的因素是提高锆合金耐腐蚀性能的有效途径。