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文檔簡(jiǎn)介
1、鋯-4合金因其優(yōu)異的物理性能和機(jī)械性能被廣泛用于核燃料的包殼材料。隨著反應(yīng)堆技術(shù)的不斷進(jìn)步以及對(duì)核電安全性能的關(guān)注,對(duì)目前包殼材料的焊接質(zhì)量也提出了更嚴(yán)格的要求。
本文采用微束等離子焊接方法對(duì)鋯合金包殼和封頭在自制小型充氬倉(cāng)內(nèi)進(jìn)行焊接,為減小焊接接頭寬度以及晶粒尺寸大小,采用自制銅套冷卻夾具來(lái)加速熱量散失。焊接接頭呈金黃色,整個(gè)焊接接頭寬度在4mm以內(nèi),從母材到焊縫,晶粒尺寸依次增大。
本文研究了水淬以及水淬后回火對(duì)
2、接頭耐氧化性能和氧化動(dòng)力學(xué)參數(shù)的影響并分析了接頭氧化機(jī)理。研究結(jié)果表明,未熱處理、淬火和回火三種狀的鋯合金氧化動(dòng)力學(xué)曲線相似,高溫氧化過(guò)程中均出現(xiàn)了氧化轉(zhuǎn)折。初始階段氧化動(dòng)力學(xué)曲線遵循拋物線規(guī)律,后期氧化階段氧化動(dòng)力學(xué)曲線遵循線性規(guī)律?;鼗饝B(tài)、常溫態(tài)、淬火態(tài)焊接接頭氧化轉(zhuǎn)折時(shí)間依次減少,說(shuō)明回火態(tài)鋯合金焊接接頭表面氧化膜的保護(hù)作用持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),常溫態(tài)次之,淬火態(tài)最短。淬火態(tài)接頭由于殘余β-Zr相的存在耐氧化性能最差,回火態(tài)接頭組織中大量
3、彌散分布的第二相Zr(Fe,Cr)2有利于耐氧化性能的提升。晶粒尺寸越大,耐氧化性能越差,因此同一接頭中焊縫區(qū)耐氧化性能最差。接頭的氧化與氧化膜組織演變有關(guān),鋯合金的氮化及再氧化使氧化膜中出現(xiàn)大量裂紋,進(jìn)而加速空氣的擴(kuò)散,造成鋯合金不斷被氧化。
對(duì)鋯合金接頭在熱處理下的力學(xué)性能進(jìn)行了研究,結(jié)果表明,硬度值沿接頭區(qū)域呈不均勻狀態(tài)分布。各狀態(tài)焊接接頭硬度焊縫區(qū)最大,熱影響區(qū)次之,母材硬度最小。Zr-4合金接頭進(jìn)行淬火熱處理可顯著提
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