高压扭转变形的Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金显微组织及织构

在380℃变形条件下对不同高径比的Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金试样进行高压扭转实验,借助于EBSD和XRD技术分析变形Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金的显微组织、第二相粒子和织构的演变规律。结果表明:在高压扭转过程中,大量第二相粒子从过饱和Al基体中脱溶析出,显微组织明显细化,在部分三叉晶界处出现了细小的动态再结晶组织;材料织构强度随着高径比的减小而减弱;当高径比为0.20时,晶粒的择优取向方向也发生了明显变化,晶粒在<102>、<111>方向上出现了择优取向。

Fe元素对重水堆Zr-2.5Nb合金压力管辐照变形的作用

现行标准体系中,Fe元素作为重水堆Zr-2.5Nb合金压力管中的杂质元素,含量上限受到严格控制。对已建成重水堆用Zr-2.5Nb合金压力管材料的堆内辐照试验表明,Fe元素含量较高会降低辐照生长及辐照蠕变导致的变形应变。归因于Fe元素对空位在α-Zr晶粒内的移动性的增强作用。空位的加速运动促进了空位<c>型位错环的形成,同时位错应力场的对称性减小了位错环的拉伸应变区。考虑到Fe元素在保障压力管堆形状稳定性方面的积极作用,在制订重水堆压力管用Zr-2.5Nb合金的技术条件时,除满足标准要求外,还应对Fe元素含量下限作出规定。

织构对锆合金内压蠕变性能的影响

研究了两种组织形貌相似的锆合金M5TM和N36锆合金核燃料包壳管材的内压蠕变性能,利用X射线衍射仪分析了它们的织构,根据试验数据分析了试验应力水平对蠕变机理的影响,提出用合金在试验条件下的屈服应力作为规一化值建立蠕变速率-规一化应力关系曲线,该法更能够体现合金织构对内压蠕变行为的影响,尤其是蠕变幂函数规律失效的临界转变应力水平。

锆合金包壳在不同温度和应力条件下的蠕变性能研究

锆合金包壳管具有耐高温、抗腐蚀、中子吸收率低及高温力学性能良好等优点,已被广泛应用于核领域反应堆堆芯包壳层结构。然而,在长时间受高温、载荷和中子辐照的服役条件下,锆合金包壳管会发生蠕变,严重影响其服役安全性。研究锆合金管材的蠕变性能,对保证核反应堆的有效运行意义重大。针对该问题,对6种锆管(编号为A、B、C、E、G和H)在3种温度(350℃、375℃和400℃)和3种应力(100 MPa、130 MPa和170 MPa)条件下开展5000 h内压蠕变试验。结果表明:随着试验温度的升高,锆合金管的周向变形量不断增加;在9个试验条件下,低应力下管材的蠕变性能排序为C>A>G>H>B>E,高应力下管材的蠕变性能排序为A>C>G>H>B>E;当尺寸一致时,6种材料的蠕变性能排序为C>A>G>H>B>E。

铌含量对Mo-Nb合金单晶高温抗内压蠕变性能的影响

采用内部气体介质对管状样品施加双向载荷对铌含量分别为3%及6%(质量分数,下同)的国产Mo-Nb合金单晶的抗内压蠕变性能进行研究。结果表明,随着溶质原子铌含量的增加,Mo-Nb合金单晶的抗内压蠕变性能增强,稳态蠕变速率及对应力的敏感性降低。随着铌含量的增加,铌的固溶强化作用明显增强,在Mo-Nb合金单晶中形成了更多的位错多边结构使得富铌析出物形状发生变化。这些因素都使得钼基体原子的扩散受到更加明显的阻碍,Mo-Nb合金单晶高温抗内压蠕变性能更加优越。