熱處理工藝對(duì)耐腐蝕性能影響

熱處理工藝對(duì)耐腐蝕性能影響

熱處理工藝對(duì)耐腐蝕性能影響鋯合金因其獨(dú)特的核性質(zhì)始終被用作核反響堆燃料包殼及堆芯構(gòu)造材料。

爭(zhēng)論發(fā)覺(jué),改善熱處理制度能有效提高鋯合金的耐腐蝕性能。

-等人提出了將β相淬火后重新加熱的溫度和時(shí)間歸一為累計(jì)退火參數(shù)的概念,認(rèn)為退火參數(shù)值與耐腐蝕性能之間有明顯的依靠關(guān)系,大于確定值時(shí)可以明顯改善耐均勻腐蝕性能。

累計(jì)退火參數(shù)增大意味著須提高加熱溫度和延長(zhǎng)加熱時(shí)間,而提高加熱溫度和延長(zhǎng)加熱時(shí)間后可以使第2相聚集長(zhǎng)大,因而認(rèn)為其次相大小是影響耐腐蝕性能的主要因素。

但也有觀點(diǎn)認(rèn)為,在通過(guò)轉(zhuǎn)變熱處理溫度和保溫時(shí)間獲得大小不同的第2相的同時(shí),α中過(guò)飽和固溶的、含量也在發(fā)生變化,而這才是影響耐腐蝕性能更為重要的因素。

等人在爭(zhēng)論-合金的耐腐蝕性能時(shí),認(rèn)為基體中固溶的元素不能超過(guò)其平衡時(shí)的濃度,同時(shí)β第2相粒子應(yīng)呈細(xì)小均勻分布狀。

本次爭(zhēng)論中,主要分析變形熱處理對(duì)36鋯合金耐腐蝕性能的影響。

,經(jīng)2次真空電弧熔煉,其主要化學(xué)成分如表1所示。

鑄錠熱鍛后在1050℃,再經(jīng)熱軋、冷軋及中間退火等工序制成片狀樣品。

最終一次冷軋前樣品厚度為1,此時(shí)將樣品分成3組,分別在580,780℃下保溫3,在1000℃,然后快速冷卻至室溫,再進(jìn)展最終一次冷軋;壓下量為50%,將全部的樣品在500℃保溫30后冷卻到室溫,然后將樣品切成尺寸為2520的小片。

-200透射電鏡觀看樣品的顯微組織,用帶的-2023場(chǎng)放射高辨別透射電鏡分析樣品中第2相的成分。

開(kāi)頭制備樣品時(shí),,然后取出3的樣品薄片,用雙噴電解拋光的方法制備薄試樣。

選用的電解拋光液為10%4+90%25加液氮冷卻,為了得到清潔的外表,在拋光完畢后要快速轉(zhuǎn)移到無(wú)水乙醇中清洗。

,其中一個(gè)重要作用就是將核燃料裂變時(shí)釋放的熱能傳遞給冷卻劑。

其內(nèi)外表在400℃溫度下與裂變產(chǎn)物接觸,外壁受280~350℃高溫高壓水的沖刷和腐蝕。

爭(zhēng)論鋯合金耐腐蝕性能時(shí),必需模擬反響堆中的高溫高壓條件。

在此設(shè)計(jì)高壓釜腐蝕試驗(yàn),所用的高壓釜容積為1,耐壓30,、排氣閥和防爆閥。

所用介質(zhì)為水蒸汽,而且是去離子水。

腐蝕介質(zhì)為400℃、,以及350℃、、的水溶液。

。

試驗(yàn)中用測(cè)量單位面積腐蝕增重的方法表示腐蝕程度和腐蝕速度。

氧化膜厚度與腐蝕增重的關(guān)系為:1μ厚度對(duì)應(yīng)腐蝕增重152。

周期性地對(duì)樣品稱(chēng)重,以獲得不同腐蝕時(shí)間的增重。

為了表述便利,將以上工藝得到的樣品分別標(biāo)記為580℃樣品、780℃樣品和1000℃樣品。

,分別表示經(jīng)不同處理的樣品在400℃、。

觀看腐蝕開(kāi)頭后的變化:前70的1000℃樣品腐蝕增重略高于其他2種,580℃樣品和780℃樣品腐蝕程度相當(dāng);腐蝕70之后,780℃樣品腐蝕速度加快,580℃樣品腐蝕速度變慢;腐蝕310之后,1000℃樣品的腐蝕增重明顯高于其他樣品,580℃樣品腐蝕增重最小。

℃樣品的顯微組織。

可以看到第2相粒子分布很均勻。

經(jīng)高辨別電鏡和能譜分析,580℃樣品的第2相粒子大致可以分為2類(lèi):第1類(lèi)呈不規(guī)章的多邊形,尺寸約為100~200,元素和元素含量較高,一般稱(chēng)之為--粒子;第2類(lèi)形狀規(guī)章,呈圓形或橢圓形,尺寸約為20~30,元素含量很高接近80%,元素含量很少甚至不含元素,應(yīng)當(dāng)屬于β粒子。

圖3所示為780℃樣品的顯微組織。

780℃樣品中的第2相粒子呈帶狀分布,且?guī)罱M織的長(zhǎng)度和寬度較大,第2相粒子的尺寸也有所增加。

分析說(shuō)明:780℃樣品中也存在2種類(lèi)型的第2相粒子,即--粒子和β粒子。

其中--粒子的形狀不規(guī)章,尺寸約為50~100;β粒子形狀規(guī)章,呈圓形或橢圓形,尺寸約為20~30。

圖4所示是1000℃樣品的顯微組織。

可以看到,它的第2相粒子分布比擬均勻,且粒子的大小存在差異,這與580℃樣品中第2相粒子的分布類(lèi)似;同時(shí)顯微組織中存在帶狀分布的第2相粒子。

因此,可以認(rèn)為它的第2相粒子的分布規(guī)律介于前2種分布規(guī)律之間。

它的第2相形狀和尺寸差異較大,尺寸較大的粒子形狀不規(guī)章,約為50~200,尺寸較小的粒子呈圓形或橢圓形,大小約為20~30。

分析發(fā)覺(jué)有很多--粒子,只發(fā)覺(jué)了很少量的β粒子。

3結(jié)語(yǔ)1熱處理制度對(duì)36鋯合金的顯微組織有很大影響。

580℃樣品顯微組織中第2相粒子分布很均勻,沒(méi)有發(fā)覺(jué)任何帶狀組織;780℃樣品大局部第2相粒子都呈帶狀分布;1000℃樣品的顯微組織中有局部第2相粒子呈帶狀分布,也有不少第2相粒子均勻分布。

2第2相粒子的分析結(jié)果說(shuō)明,3種樣品中第2相以--粒子為主,也含少量β