Ti元素对工业级Zr-Ti合金板材组织及力学性能的影响

通过真空自耗电弧熔炼得到了不同Ti含量(质量分数0~15%)的Zr-Ti合金,并制备成板材样品。借助光学显微镜(OM)分析了不同合金板材的金相组织,利用维氏硬度计及万能电子拉伸试验机研究了不同合金板材的力学性能,并采用扫描电镜(SEM)观察了不同合金板材的断口形貌。结果表明:Ti元素对Zr-Ti合金的组织有明显细化作用;随着Ti含量的增加,Zr-Ti合金板材的硬度和强度明显提高,但伸长率明显降低;合金板材的断口形貌均由韧窝组成,皆为韧性断裂,且随着Ti含量的增加,合金板材断口的韧窝变浅,说明合金的韧性断裂特征减弱,加工性能变差。

核级锆合金铸锭主元素控制概述

锆合金铸锭的质量决定了后工序产品的质量及使用寿命。目前真空自耗电弧熔炼(VAR)方法制得的核级锆锭中存在主元素Sn、Nb、Fe、Cr、Ni、C、O等分布不均匀情况,即宏观偏析现象。本文结合实际生产情况及同行业相关研究数据,阐述了核级锆锭中主元素的分布特点,简要总结了各个元素的控制方法,以期优化锆合金铸锭制备工艺,为提高锆合金铸锭的质量提供参考。

Ti元素对工业级Zr-Ti合金电化学腐蚀行为的影响

通过恒电位极化曲线法研究了工业级Zr-xTi(x=0、5、10、15)合金板材在6 mol/L的亚沸腾态浓硝酸环境中的电化学腐蚀行为。通过测试材料的动电位极化曲线和电化学阻抗谱等电化学参数来评价不同Ti含量Zr-Ti合金的腐蚀性能,并利用扫描电子显微镜(SEM)和3D超景深显微镜对材料腐蚀形貌进行观察。结果表明:添加Ti元素可以减小合金材料的自腐蚀电流密度I_(corr),提高合金材料表面的电荷转移电阻R_(ct),对材料的耐腐蚀性能有利;当Ti含量添加至5%,有明显的钝化区间,合金材料具有最小的自腐蚀电流密度I_(corr),约为4.0923×10^(-6)A/cm^(2),电荷转移电阻R_(ct)也最大,约为16514Ω·cm^(2),并且其合金表面氧化膜光滑平整,腐蚀程度最弱,表明Zr-5Ti合金材料的腐蚀速率较低,具有优异的耐硝酸腐蚀性能。

铝对铁素体耐热不锈钢高温氧化行为的影响

为了探究不同铝含量对X10CrAlSi18铁素体耐热不锈钢高温氧化行为的影响,采用恒温氧化方法对0.63%Al和1.06%Al(质量分数)两组钢在700℃空气下进行高温氧化研究,测定和计算了氧化增重和平均氧化速率,观察分析了氧化形貌与氧化物相组成。结果表明,两组钢均达到了完全抗氧化级别,但1.06%Al钢的氧化增重和氧化速率均小于0.63%Al钢,表现出较好的抗高温氧化性;两组钢氧化膜均由3层组成,内层为Al_(2)O_(3)和SiO_(2),中间层为Cr_(2)O_(3)和Fe_(2)O_(3),外层则为MnCr_(2)O_(4)和FeMn_(2)O_(4);随着铝含量的增加,氧化膜较为连续、致密,且与基体之间附着性较好,同时内氧化明显减少。

铝对高铝铁素体耐热钢组织与性能的影响

高铝铁素体耐热不锈钢作为一类新型的低成本结构材料,主要应用于超临界和超超临界火电机组行业。为了明确铝元素对此类钢种的影响机理,在X10CrAlSi18钢种的基础上,通过成分优化设计,调控铝质量分数,得到两种不同成分的铁素体耐热不锈钢。借助金相显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)对微观组织进行表征,并通过硬度测试和拉伸试验测试其力学性能。结果表明,随着铝质量分数的增加,促进了再结晶过程,晶粒细化;并且铝元素降低了碳元素的扩散速度,抑制碳化物的析出聚集;随着铝质量分数的增加,材料的抗拉强度、屈服强度和硬度升高,伸长率降低。