N18及其調(diào)整成分鋯合金析出沉淀相的分布特征研究.pdf

1、鋯合金由于其優(yōu)良的抗腐蝕性能和機械性能被廣泛的應(yīng)用于核工業(yè)領(lǐng)域，而鋯合金中第二相粒子的分布、大小及其種類對合金的抗腐蝕性能和機械性能有著重要的影響。由于人們對鋯合金中控制第二相顆粒種類、大小、分布等因素認識程度尚不完整，而且對鋯合金中第二相顆粒與抗腐蝕性能的關(guān)系尚存爭議，特別是在跟蹤加工工序過程中的第二相顆粒的定量研究很少。本論文較為系統(tǒng)地采用SEM等微觀研究手段跟蹤研究了在鋯合金加工工序過程中第二相顆粒的大小，分布等重要信息。在此基礎(chǔ)

2、上，本論文發(fā)現(xiàn)了在加工工序中影響第二相顆粒的關(guān)鍵因素：熱軋溫度與退火溫度對第二相顆粒的影響較大，并且簡要地提出了控制第二相顆粒的修改建議，這可以為加工工藝的優(yōu)化提供良好的理論與實踐支持。
　　 跟蹤鋯合金加工工序中的第二相顆粒變化的研究表明：(1)N18鋯合金在各個加工工序下第二相顆粒形狀呈圓形或近似于圓形并且在加工過程中沒有明顯地破碎現(xiàn)象；從熱軋樣品到最終退火各個不同工序取得的N18鋯合金樣品，第二相顆粒大小和百分含量變化不大

3、，但退火狀態(tài)下的第二相分布比加工狀態(tài)下分布更為均勻，定量金相統(tǒng)計結(jié)果表明各個加工工序下第二相顆粒的平均尺寸均小于100nm，百分含量在2.00％左右；第二相顆粒分布主要集中在10～100nm范圍內(nèi)；(2)在不同的退火(熱軋退火、冷軋退火、終軋退火)再結(jié)晶過程中，晶粒受到第二相顆粒齊納釘扎效應(yīng)的影響，晶粒尺寸與第二相顆粒的尺寸和百分含量存在著齊納釘扎關(guān)系，同時在退火過程中第二相的分布也受到再結(jié)晶過程晶粒長大以及晶界遷移的影響，使退火后的第

4、二相顆粒分布更為均勻。(3)根據(jù)定量金相統(tǒng)計結(jié)果對比分析說明，總體而言減少Sn含量的N5合金第二相顆粒尺寸和而增加Cu含量的N6鋯合金比N18合金小10nm左右(終軋退火樣品除外)，但百分含量差別不大；N18合金的平均尺寸都在100nm以下，終軋退火態(tài)第二相顆粒的分布也都比較均勻。而增加Cu 元素和Sn元素的鋯合金第二相的析出行為可能有所不同，需要進一步深入的研究。(4)試驗中發(fā)現(xiàn)N5和N6鋯合金在終軋退火的不同區(qū)域取得樣品中，試驗結(jié)果

5、差別很大，第二相顆粒存在異常長大和分布行為明顯改變的現(xiàn)象，此現(xiàn)象可能是樣品組織的不均勻性造成的，另外其他因素也可能造成同樣的現(xiàn)象比如退火溫度和退火時間的準確性。(5)根據(jù)對鋯合金中的累計退火公式分析，累計退火溫度和累計退火時間是影響第二相顆粒的重要參數(shù)，故設(shè)計了改變熱軋溫度和退火溫度對第二相顆粒影響的試驗，試驗結(jié)果表明提高熱軋溫度和退火溫度，都可以使N18鋯合金中的第二相顆粒長大；當退火溫度低于600℃時第二相隨著退火溫度的升高變化不明