M5锆合金包壳管轴向和环向拉伸性能测试

对国产及法国产两种M5锆合金包壳管进行拉伸性能测试,包括轴向拉伸及其环向拉伸。测试温度为室温及375℃。测试获得了9.5mm×0.57mmM5锆合金包壳管轴向和环向在两种试验温度下的抗拉强度σb、屈服强度σ0.2、延伸率δ等性能指标。

M5锆合金高频感应氧化硬质陶瓷膜制备技术及其耐腐蚀性能研究

在活性氧流动介质和干空气中,用高频感应氧化工艺在M5锆合金表面生成氧化锆陶瓷膜进行了研究。对处理温度、处理介质和处理时间等因素对氧化锆陶瓷膜生长速度、显微硬度以及耐腐蚀性能的影响进行了测试及分析。研究表明,在合适的温度范围,在高活性氧流动介质中,处理3-20 min可获得耐腐蚀性能优良的硬质陶瓷膜。

退火态及马氏体态M5锆合金管轴向拉伸性能研究

M5锆合金经β相区淬火后会发生马氏体相变,为了解具有马氏体相的M5锆合金管的轴向拉伸性能并研究马氏体相对锆合金管轴向拉伸性能的影响,通过静态拉伸试验对退火态及马氏体态的M5锆合金包壳管室温轴向拉伸性能进行了研究,并采用扫描电镜对静态拉伸断口进行了观察。结果表明,马氏体态M5锆合金管比退火态M5锆合金管强度高,但塑性和韧性低;从微观断口形貌来看,两种状态的M5锆合金管轴向拉伸断口形貌均为韧窝,断裂机理均为微孔聚集型断裂,断裂类型均为韧性断裂。

M5和Zirlo合金高温水蒸气氧化行为研究

为了给实际应用中国产M5、Zirlo合金的安全和寿命提供理论依据.文中通过对国产M5和Zirlo合金在高温高压水蒸气下进行1 000h的氧化试验,分析氧化动力学,结合扫描电镜和能谱分析仪观察试样氧化产物的微观形貌和成分变化,研究其在高温高压水蒸气环境下的氧化行为.在室温下对不同氧化时长的M5和Zirlo合金进行环向拉伸试验,分析其力学性能以及观察断口形貌.试验结果表明:M5和Zirlo合金氧化动力学方程分别为w_(M5)=0.001t^(0.766 1),R=0.935 15以及w_(Zirlo)=0.000 58t^(0.399 3),R=0.808 34.Zirlo合金1 000h单位面积氧化增重为0.008 4mg·mm^(-2),远小于M5合金0.21mg·mm^(-2).M5合金随着氧化时长的增加试样表面被针状的氧化产物完全覆盖,Zirlo合金随着氧化时长增加针状氧化产物增加至1 000h未完全覆盖试样表面.M5合金表面O元素比例随氧化时长增加逐步增大,Zirlo合金表面O元素随着氧化时长增加变化不大.Zirlo合金抗氧化性能优于M5合金.M5在氧化1 000h内强度影响不大,Zirlo合金的强度随着时间的延长有所下降,M5和Zirlo合金的伸长率和断面收缩率随着氧化时间的延长均有所下降,Zirlo合金的伸长率和断面收缩率都小于M5合金,氧化后M5合金的塑性优于Zirlo合金.两者的拉伸断口均为微孔聚集型断裂,断裂类型为韧性断裂.M5合金的力学性能较Zirlo合金更稳定.

M5和Zr-4合金高温水蒸气氧化性能

利用热分析天平,采用动态连续称重法分别对M5和Zr-4合金在380、400℃水蒸气条件下进行氧化试验,分析其氧化动力学规律,并利用扫描电镜观察氧化层形貌。结果表明:在380、400℃水蒸气下M5和Zr-4合金的氧化动力学均符合抛物线规律,随着氧化时间的延长,氧化速度减慢,氧化温度升高,氧化速度增快。M5和Zr-4合金在380、400℃水蒸气条件下形成的氧化膜厚度的规律和氧化单位面积总增重具有很强的一致性,氧化层致密,厚度均匀,氧化层最外层生长有柱状晶。M5合金在380、400℃水蒸气条件下的抗氧化性能优于Zr-4合金。

大型平行式三内胆高真空热处理炉的改造

企业原有的大型平行式三内胆式真空热处理炉在真空度和全炉体温度均匀性两方面已经不能满足新型核燃料组件包壳材料——M5锆合金的热处理工艺要求。该文就大型热处理炉结构的优化、新材料选用、电气控制系统合理配置、真空系统改造和装料舱升级等方面所做的改造进行了阐述。改造后的大型高真空热处理炉能满足M5锆合金特殊热处理工艺的要求。