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Zr-4合金与H13模具钢的界面换热行为研究倪嘉1,2,王练3,张志豪1,2,谢建新1,21. 北京科技大学新材料技术研究院3. 国核宝钛锆业股份公司摘 要:测定了界面有,无玻璃润滑剂条件下Zr-4合金和H13模具钢的界面接触温度随接触时间的变化曲线,在此基础上分析了界面换热特征,获得了界面换热系数随初始界面温度变化的函数式.结果表明,玻璃润滑剂可有效减缓Zr-4合金与H13钢的界面传热,当Zr-4合金和H13钢的初始界面温度分别为700和470℃时,有玻璃润滑剂时Zr合金表面温度达到稳定的时间约为16.3 s,该时间段内相应的界面换热系数随实验时间的延长由226 W/(m2·℃)增大到2166W/(m2·℃),无润滑剂时Zr合金表面温度达到稳定的时间约为7.7 s,该时间段内界面换热系数由250W......
Zr-4合金热变形行为及物理本构模型冯瑞,王克鲁,鲁世强,李鑫,周璇,钟明君南昌航空大学航空制造工程学院摘 要:利用Gleeble-3500型热模拟试验机对Zr-4合金试样进行等温恒应变速率压缩实验,对其热变形行为进行分析,综合考虑变形温度对Young’s模量和自扩散系数的影响,建立了Zr-4合金基于应变耦合的物理本构模型.研究结果表明:合金的峰值应力对变形温度和应变速率敏感,峰值应力会随应变速率的增加或变形温度的降低而增大;基于应变耦合构建的物理本构模型能够较好地预测合金在热变形过程中的流变应力,其相关系数R为0.986,预测值偏差在10%以内的数据点占93.2%,平均相对误差为6.3%.关键词:Zr-4合金;热变形行为;应变耦合;物理本构模型;......
Zr-4合金板材微观组织异常条线现象的研究赵林科1,2,3,李小宁1,2,3,岳强1,2,3,徐滨1,2,3,王晨阳1,2,31. 国核宝钛锆业股份公司2. 国家能源核级锆材研发中心3. 陕西省核级锆材重点实验室摘 要:采用金相显微镜,扫描电镜等检测手段对Zr-4合金板材微观组织中出现的异常条线现象进行研究,分析了Zr-4合金板材条线现象的本质,成因以及对其使用性能的影响.研究表明,Zr-4合金板材微观组织中出现的异常条线现象并不是裂纹,夹杂,氢化物,织构等缺陷的反映,而是由沿轧向成带状分布的粗大Zr(Fe,Cr)2第二相更容易遭受腐蚀造成的.此外,Zr-4合金板材微观组织中出现的条线现象对均匀腐蚀性能无明显影响,但带状分布的粗大第二相不利于板材的抗疖状腐蚀,并且会对板材的弯曲性能产生影响......
晶粒细化对Zr-4合金均匀腐蚀性能的影响 邱绍宇1,张强1,李聪1 (1.中国核动力设计研究院核燃料及材料国家级重点实验室,四川,成都,610041) 摘要:通过超声喷丸处理在Zr-4合金表面获得细晶组织,400 ℃高压釜实验表明其耐蚀性能优于原始组织.采用场发射扫描电镜和X射线衍射,观察并计算了细晶组织的晶粒形貌与尺寸分布.采用金相显微镜,原子力显微镜和X射线衍射,分析了不同腐蚀时间的氧化膜形貌和结构的演变.结果表明,喷丸处理在细化晶粒的同时会增加样品表面微观缺陷,从而促进保护性氧化膜的形成,提高Zr-4均匀的耐腐蚀性能. 关键词:晶粒细化; Zr-4合金; 氧化膜; 均匀腐蚀; [全文内容正在添加中] ......
Nb离子注入对Zr-4合金耐蚀性能的影响 陈小文1,金兆熊1,白新德1,余任泓1 (1.清华大学,北京,100084) 摘要:为了研究Nb离子注入对Zr-4合金电化学腐蚀性能的影响,对Zr-4合金试样表面进行不同剂量的Nb离子注入并测定其在1NH2SO4水溶液中的极化曲线,然后使用扫描电子显微镜(SEM)对极化实验后的试样表面形貌进行了观察.结果表明,Nb离子注入能够改善Zr-4合金的耐腐蚀性能,而且改善的程度与注入离子的剂量有关.同时使用X射线光电子能谱分析(XPS)对试样的表层成分和价态进行了分析,发现在注量为5 ×1016ion/cm2和1×1017ion/cm2的条件下,Nb和Zr在试样表层以Nb2O5和ZrO2的形式存在;而在注量为2×1017ion/cm2的条件下,则以Nb2O5,NbO和ZrO2的形式存在. 关键词:Zr-4合金; Nb离子注入; 电化学腐蚀......
退火温度对SMAT处理Zr-4合金组织和性能的影响 何晓梅1,赵西成1,段晓鸽2,张聪慧1 (1.西安建筑科技大学冶金工程学院,陕西,西安,710055;2.北京科技大学冶金工程研究院,北京,100083) 摘要:利用XRD,OM,TEM及显微硬度测试等方法,研究了经表面机械研磨处理(SMAT)Zr-4合金在不同温度退火后组织和性能的变化.结果表明:当退火温度低于350℃时,梯度结构的变形组织与表层晶粒尺寸均未发生明显的变化,最表层显微硬度未变且沿层深方向的硬度分布与SMAT态一致;而当退火温度高于350℃时,随着温度的升高,表层组织发生了再结晶,晶粒尺寸增至3/μm,晶粒长大及微观应力的释放使试样表层硬度明显下降. 关键词:表面纳米化; Zr-4合金; 退火; 组织性能; [全文内容正在添加中] ......
瓷层表面呈典型火山状,比硅酸盐体系的陶瓷层粗糙,但孔洞数量少,内部组织也比硅酸盐体系的陶瓷层致密;两体系电解液中形成的陶瓷层的组成相均主要为t-ZrO_2和m-ZrO_2,但磷酸盐体系下陶瓷层中m-ZrO_2相的质量分数明显要高,而硅酸盐体系中陶瓷层的外侧可能形成硅酸锆.锆合金经微弧氧化处理后,耐磨性能大幅提高,磷酸盐体系中陶瓷层的耐磨性能在总体上优于硅酸盐体系中的陶瓷层. 关键词:Zr-4合金; 微弧氧化; 电解液; 组织结构; 耐磨性; Zr-4 alloy; micro-arc oxidation; electrolyte; microstructure; wear-resistance; [全文内容正在添加中] ......
喷丸处理Zr-4合金氧化膜组织和氧化动力学研究 张建军1,张喜燕2,石明华1,周军1,李中奎1,李聪3,田锋1,王文生1 (1.西北有色金属研究院,陕西,西安,710016;2.重庆大学,重庆,400044;3.中国核动力设计研究院,四川,成都,610041) 摘要:采用高能喷丸技术获得表面处理的Zr-4合金,并对其在673 K,18.3 MPa的高压釜中腐蚀,通过XRD,SEM,AFM分析喷丸处理后Zr-4合金形成的氧化膜与普通Zr-4合金形成的氧化膜的成分,形貌,表面粗糙度,晶粒尺寸大小及应力分布等.发现喷丸处理后的Zr-4合金晶粒尺寸减小,并改善了锆合金的耐腐蚀性能. 关键词:喷丸处理; 腐蚀; Zr-4合金; 氧化膜; 晶粒尺寸; [全文内容正在添加中] ......
酸洗预处理对Zr-4合金高压釜蒸汽腐蚀增重的影响刘彩利1,周军2,石明华2,李中奎21. 西北有色金属研究院2. 西部新锆核材料科技有限公司摘 要:Zr-4合金和M5锆合金是国内核电站最常用的核反应堆包壳材料,其耐腐蚀性能是一项重要的检测指标.在高压釜蒸汽腐蚀实验中,为了确认腐蚀数据的有效性,每釜应随检测样品放置对比样.针对Zr-4合金作为对比样时的酸洗预处理工艺开展实验,研究是否酸洗及酸洗工艺对其腐蚀增重的影响,以期为建立Zr-4合金对比样规范提供科学的试验方法.研究结果表明,酸洗预处理会明显影响Zr-4合金的腐蚀增重及其标准偏差,未经酸洗处理的Zr-4合金对比样的腐蚀增重较稳定,标准偏差及增重极差值均低于经酸洗预处理的对比样.关键词:Zr-4合金;对比样;酸洗预处理;腐蚀增重;......
Zr-4合金氧化膜的显微组织研究周邦新,李强,姚美意,刘文庆,褚于良上海大学材料研究所摘 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...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.关键词:Zr-4合金;腐蚀性能;氧化膜;显微组织演化;......
