显微组织对ZIRLO锆合金耐腐蚀性的影响

将ZIRLO锆合金样品分别进行1000℃-0.5h、1000℃-0.5h /560℃-10h、1000℃-0.5h /冷轧/560℃-10h和750℃-0.5h、750℃-0.5h /560℃-10h、750℃-0.5h /冷轧/560℃-10h的不同处理,用透射电镜观察了它们的显微组织,将它们放入高压釜中,研究了在350℃、16.8MPa、0.04M LiOH水溶液中的耐腐蚀性能。结结果果表表明明,,在本文所有的变形及热处理条件中,750℃-0.5h /冷轧/560℃-10h处理后样品的耐腐蚀性能最好。其原因在于样品经过这样处理后,基体aZr中固溶的Nb含量较低,并获得了纳米尺寸分布的βNb(含Fe)第二相粒子,后者对改善耐腐蚀性能尤为重要。样品在最终560℃加热处理之前的冷轧变形,可以促进βZr分解时的形核,是获得纳米尺寸βNb的必要措施。

Zirlo锆合金高温变形行为及本构关系

采用Gleeble-3800型热模拟试验机,对Zirlo合金进行等温恒应变速率压缩实验,研究其在变形温度550~700℃,应变速率0.01~10 s^(-1)范围内的热变形行为;并在Arrhenius型双曲正弦函数方程基础上引入应变量,构建了基于应变补偿的Arrhenius本构模型,同时构建了基于位错密度演化加工硬化模型和基于唯象型的软化模型的分段唯象型本构模型。结果表明:Zirlo合金的流变应力随着温度的降低和应变速率的提高而升高,低应变速率下流变应力呈现更高的温度敏感性,流变应力曲线在不同变形条件下分别呈现加工硬化、动态回复、动态再结晶特征。经过误差分析可知,基于应变补偿的Arrhenius本构模型大部分预测值的误差均在15%以内,具有较高的准确性,而分段唯象型本构模型相对平均绝对误差最大值不超过3%,具有97%以上的准确率,可以很好地预测合金的应力-应变曲线,具有良好的拓展性,并且可初步判断曲线类型,具有良好的实用性。

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.