不同氢含量的新锆合金(NZ2)的力学性能

通过研究不同氢含量(未渗氢,200,450,730μg/g)对NZ2新型Zr-Sn-Nb系锆合金的室温单调拉伸性能和低周疲劳性能的影响,发现氢化物能够提高NZ2合金的抗拉强度,降低其塑性。随着氢含量的增加,相同应变下材料的低周疲劳寿命下降,但含氢量达到某一饱和值时材料的低周疲劳性能降低幅度变缓。材料有循环软化趋势,NZ2锆合金含氢试样比无氢试样更容易出现循环软化现象。

含氢NZ2锆合金疲劳裂纹扩展行为

利用板材标准M(T)试样研究了4种不同氢含量(0,200,450,730μg/g)NZ2锆合金的疲劳裂纹扩展行为。发现不论含氢量的高低,裂纹稳态扩展区的裂纹扩展行为均符合Paris幂律关系,即da/dN=C(△K)n,但随着氢含量的增加,n值不断减小;含氢量增加导致NZ2合金塑性变形能力降低,疲劳裂纹扩展速率增加,尤其是氢含量较高时表现更为明显。

温度对N18(NZ2)合金循环变形行为的影响(英文)

研究了200、300、400℃温度下N18(NZ2)合金的循环变形行为,同时研究了室温和400℃低周疲劳行为。结果表明:N18(NZ2)合金低周疲劳寿命Nf随着塑性应变范围?εp的增加而降低,并遵循Coffin-Manson关系:Nfβ?εp=C;N18(NZ2)合金在400℃高温下,其循环滞后回线出现锯齿状波形,即出现Portevin-LeChatelier效应。且在200、300、400℃下,合金表现出与常温下不同的循环特性,呈现出一致循环硬化的现象;在高温下,N18(NZ2)合金疲劳断口局部出现韧窝型断裂,并出现细小的二次裂纹。大量二次裂纹的存在是400℃疲劳断口的主要特征。

热轧温度对NZ2锆合金第二相粒子的影响

采用NZ2锆合金为研究对象,在相同加工率的条件下,选取不同的热轧温度800,700,650,610℃,制得厚度为1.4mm的板材样品。通过金相,扫描电镜及透射电镜观察合金中第二相的分布、种类,并进一步使用软件统计了第二相的大小及分布规律。结果表明,大多数第二相位于晶粒内部,少数位于晶界处。第二相粒子主要为球形及棒状。选择较低的热轧温度(650℃)可以得到均匀、细小,弥散分布的第二相。

NZ2锆合金碘致应力腐蚀

研究了NZ2锆合金板材在不同温度、不同浓度的碘蒸气中的力学行为,并进一步通过扫描电镜观察其断口形貌。结果表明,试验温度为400℃,其发生应力腐蚀的临界碘蒸气压约为102Pa;横向试样较轧向试样更具应力腐蚀敏感性;温度升高能够促进裂纹尖端的应力释放,有利于碘能被更有效地吸附到裂纹尖端,加快对锆合金的腐蚀作用,从而降低了应力腐蚀的临界碘浓度。在高温碘蒸气中,断口腐蚀产物主要为锆的氧化物;虽然碘蒸气对锆有较强的腐蚀作用,但是不足以穿透其表面的保护膜,而局部变形则可以促进碘对金属锆的腐蚀。

热轧温度对NZ2合金力学行为的影响

采用单向拉伸和对称拉压循环变形方法(R=εmin/εmax=-1),研究了不同热轧温度(650,700和800℃)、不同取向(平行于轧向和垂直于轧向)、不同试验温度(室温和375℃高温)条件下NZ2合金板材试样的拉伸、低周疲劳性能。通过对合金显微组织,力学性能以及疲劳寿命曲线的分析和讨论,得出NZ2合金在650℃热轧能获得较好的综合力学性能。