高Nb锆合金在含氧蒸汽中耐腐蚀性能恶化的机理

作     者：黄建松 裴文 徐诗彤 白勇 姚美意 胡丽娟 谢耀平 周邦新 HUANG Jiansong;PEI Wen;XU Shitong;BAI Yong;YAO Meiyi;HU Lijuan;XIE Yaoping;ZHOU Bangxin

作者机构：上海大学材料研究所上海200072 

出 版 物：《金属学报》 (Acta Metallurgica Sinica)

年 卷 期：2024年第60卷第4期

页      面：509-521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：国家自然科学基金项目No.51871141 

主　　题：锆合金 溶解氧 腐蚀 显微组织 

摘      要：为探究高Nb锆合金在含氧蒸汽中耐腐蚀性能恶化的机理,研究了Zr-0.75Sn-0.35Fe-0.15Cr-1.0Nb(质量分数,%)合金在除氧(DE)、300μg/kg溶解氧(DO)、1000μg/kg DO的400℃、10.3 MPa过热蒸汽中的腐蚀行为,采用SEM、TEM和XPS分析了氧化膜的显微组织和Nb元素价态。结果表明:Zr-0.75Sn-0.35Fe-0.15Cr-1.0Nb合金在400℃过热蒸汽中的耐腐蚀性能随着DO浓度升高而变差;合金在含氧蒸汽中耐腐蚀性能恶化的机理主要有2方面,一方面是DO加速了氧化膜中Nb元素的氧化,促进了Nb^(2+)向Nb^(5+)的转换;另一方面是DO促进了第二相氧化成m-Nb_(2)O_(5)以及非晶,进而促进了裂纹的萌生与生长,裂纹为O的扩散提供了快速通道,氧化膜显微组织的演化速率更快,最终加速了合金的腐蚀进程。