Zr-4合金表面耐事故Cr涂层制备及组织性能

作     者：王彦峰 耿娟娟 王毅飞 张长伟 岳慧芳 高士鑫 李争显 Wang Yanfeng;Geng Juanjuan;Wang Yifei;Zhang Changwei;Yue Huifang;Gao Shixin;Li Zhengxian

作者机构：西北有色金属研究院陕西西安710016 中国核动力研究设计院四川成都610213 

出 版 物：《稀有金属材料与工程》 (Rare Metal Materials and Engineering)

年 卷 期：2021年第50卷第9期

页      面：3353-3360页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：陕西省自然科学基金(2020JM-649) 

主　　题：Cr涂层 锆合金包壳 耐事故 高温蒸气腐蚀 

摘      要：采用等离子增强物理气相复合沉积技术,在Zr-4合金表面制备了Cr复合涂层,并在涂层沉积之前对涂层与基体的界面进行了Cr离子的轰击注入强化。结合锆合金包壳的实际使用工况,设计试验方法,评价表征了涂层体系的各项性能及其对锆合金基体的影响。高温蒸气加速腐蚀试验表明,相比于无涂层Zr-4基体试样,Cr涂层明显阻碍了氧向Zr-4基体内部的扩散,并有效抑制了基体内部有害氢化物的生成。在模拟事故的高温(1000℃)热冲击条件下,相比于无涂层基体表面较厚氧化物生成的现象,涂层样品并未出现脱落,基体也并未出现氧化腐蚀。拉伸及内压爆破测试表明,样品表面Cr涂层表现出与基体较好的附着力,未出现沿破裂界面的脱落,也未影响Zr-4基体的拉伸及室温爆破性能。可以认为,Zr-4合金表面Cr涂层是理想的耐事故涂层材料之一。