热处理工艺对耐腐蚀性能影响

热处理工艺对耐腐蚀性能影响

热处理工艺对耐腐蚀性能影响锆合金因其独特的核性质始终被用作核反响堆燃料包壳及堆芯构造材料。

争论发觉,改善热处理制度能有效提高锆合金的耐腐蚀性能。

-等人提出了将β相淬火后重新加热的温度和时间归一为累计退火参数的概念,认为退火参数值与耐腐蚀性能之间有明显的依靠关系,大于确定值时可以明显改善耐均匀腐蚀性能。

累计退火参数增大意味着须提高加热温度和延长加热时间,而提高加热温度和延长加热时间后可以使第2相聚集长大,因而认为其次相大小是影响耐腐蚀性能的主要因素。

但也有观点认为,在通过转变热处理温度和保温时间获得大小不同的第2相的同时,α中过饱和固溶的、含量也在发生变化,而这才是影响耐腐蚀性能更为重要的因素。

等人在争论-合金的耐腐蚀性能时,认为基体中固溶的元素不能超过其平衡时的浓度,同时β第2相粒子应呈细小均匀分布状。

本次争论中,主要分析变形热处理对36锆合金耐腐蚀性能的影响。

,经2次真空电弧熔炼,其主要化学成分如表1所示。

铸锭热锻后在1050℃,再经热轧、冷轧及中间退火等工序制成片状样品。

最终一次冷轧前样品厚度为1,此时将样品分成3组,分别在580,780℃下保温3,在1000℃,然后快速冷却至室温,再进展最终一次冷轧;压下量为50%,将全部的样品在500℃保温30后冷却到室温,然后将样品切成尺寸为2520的小片。

-200透射电镜观看样品的显微组织,用带的-2023场放射高辨别透射电镜分析样品中第2相的成分。

开头制备样品时,,然后取出3的样品薄片,用双喷电解抛光的方法制备薄试样。

选用的电解抛光液为10%4+90%25加液氮冷却,为了得到清洁的外表,在抛光完毕后要快速转移到无水乙醇中清洗。

,其中一个重要作用就是将核燃料裂变时释放的热能传递给冷却剂。

其内外表在400℃温度下与裂变产物接触,外壁受280~350℃高温高压水的冲刷和腐蚀。

争论锆合金耐腐蚀性能时,必需模拟反响堆中的高温高压条件。

在此设计高压釜腐蚀试验,所用的高压釜容积为1,耐压30,、排气阀和防爆阀。

所用介质为水蒸汽,而且是去离子水。

腐蚀介质为400℃、,以及350℃、、的水溶液。

。

试验中用测量单位面积腐蚀增重的方法表示腐蚀程度和腐蚀速度。

氧化膜厚度与腐蚀增重的关系为:1μ厚度对应腐蚀增重152。

周期性地对样品称重,以获得不同腐蚀时间的增重。

为了表述便利,将以上工艺得到的样品分别标记为580℃样品、780℃样品和1000℃样品。

,分别表示经不同处理的样品在400℃、。

观看腐蚀开头后的变化:前70的1000℃样品腐蚀增重略高于其他2种,580℃样品和780℃样品腐蚀程度相当;腐蚀70之后,780℃样品腐蚀速度加快,580℃样品腐蚀速度变慢;腐蚀310之后,1000℃样品的腐蚀增重明显高于其他样品,580℃样品腐蚀增重最小。

℃样品的显微组织。

可以看到第2相粒子分布很均匀。

经高辨别电镜和能谱分析,580℃样品的第2相粒子大致可以分为2类:第1类呈不规章的多边形,尺寸约为100~200,元素和元素含量较高,一般称之为--粒子;第2类形状规章,呈圆形或椭圆形,尺寸约为20~30,元素含量很高接近80%,元素含量很少甚至不含元素,应当属于β粒子。

图3所示为780℃样品的显微组织。

780℃样品中的第2相粒子呈带状分布,且带状组织的长度和宽度较大,第2相粒子的尺寸也有所增加。

分析说明:780℃样品中也存在2种类型的第2相粒子,即--粒子和β粒子。

其中--粒子的形状不规章,尺寸约为50~100;β粒子形状规章,呈圆形或椭圆形,尺寸约为20~30。

图4所示是1000℃样品的显微组织。

可以看到,它的第2相粒子分布比拟均匀,且粒子的大小存在差异,这与580℃样品中第2相粒子的分布类似;同时显微组织中存在带状分布的第2相粒子。

因此,可以认为它的第2相粒子的分布规律介于前2种分布规律之间。

它的第2相形状和尺寸差异较大,尺寸较大的粒子形状不规章,约为50~200,尺寸较小的粒子呈圆形或椭圆形,大小约为20~30。

分析发觉有很多--粒子,只发觉了很少量的β粒子。

3结语1热处理制度对36锆合金的显微组织有很大影响。

580℃样品显微组织中第2相粒子分布很均匀,没有发觉任何带状组织;780℃样品大局部第2相粒子都呈带状分布;1000℃样品的显微组织中有局部第2相粒子呈带状分布,也有不少第2相粒子均匀分布。

2第2相粒子的分析结果说明,3种样品中第2相以--粒子为主,也含少量β