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纯锆的动态力学行为及绝热剪切带

塑性工程学报 2019年第2期26卷 214-218页

作者：杨成刘晓燕罗雷杨西荣强萌张欠欠冯广海西安建筑科技大学冶金工程学院陕西西安710055

使用分离式霍普金森压杆装置(SHPB)对纯锆在室温下进行动态压缩实验,应变速率为800～4000 s-1。采用金相显微镜和Quanta200型扫描电子显微镜对绝热剪切带及压缩断口进行观察。结果表明,纯锆具有较低的应变速率敏感性,由于高应变条件下... 详细信息

使用分离式霍普金森压杆装置(SHPB)对纯锆在室温下进行动态压缩实验,应变速率为800～4000 s-1。采用金相显微镜和Quanta200型扫描电子显微镜对绝热剪切带及压缩断口进行观察。结果表明,纯锆具有较低的应变速率敏感性,由于高应变条件下产生了高密度的孪晶,材料硬化显著增强,真应力-真应变曲线随应变增加呈上升趋势,最大抗压强度为843 MPa。纯锆试样中观察到明显的绝热剪切带,且沿剪切带出现裂纹,压缩断口呈韧性断裂。绝热剪切带的出现和发展是材料失效的主要原因。对剪切带内部的温度进行了估算,结果表明,纯锆剪切带内部最高温度为1564℃。

关键词：纯锆动态压缩动态力学行为绝热剪切带温度分布

氢化物发生-原子荧光光谱法测定纯锆中微量铋

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冶金分析 2020年第11期40卷 63-67页

作者：杨峥梁钪张艳刘喜山庞晓辉高颂中国航发北京航空材料研究院航空材料检测与评价北京市重点实验室中国航空发动机集团材料检测与评价重点实验室材料检测与评价航空科技重点实验室

纯锆被广泛应用于航空航天、航海和核反应堆等领域。铋元素对锆的耐腐蚀性有重要影响,准确测定纯锆中铋含量非常重要。实验建立了氢化物发生-原子荧光光谱法（HG-AFS）测定纯锆中微量铋元素的分析方法。采用HCl-HNO;-HF可将纯锆完全溶解... 详细信息

纯锆被广泛应用于航空航天、航海和核反应堆等领域。铋元素对锆的耐腐蚀性有重要影响,准确测定纯锆中铋含量非常重要。实验建立了氢化物发生-原子荧光光谱法（HG-AFS）测定纯锆中微量铋元素的分析方法。采用HCl-HNO;-HF可将纯锆完全溶解;以硫脲-抗坏血酸为预还原剂,12g/L硼氢化钾溶液为还原剂,20%（体积分数）盐酸为测定介质,光电倍增管负高压为300V,灯电流为80mA,实现了HG-AFS对纯锆中铋的测定。实验表明锆基体对铋元素测定的干扰可忽略,因此配制标准溶液系列时不需要进行锆基体的匹配。铋校准曲线的线性范围为0.000 05%～0.001 0%,校准曲线线性相关系数r=0.999 8;方法检出限为0.000 002%。按照实验方法分析3个纯锆样品中铋,结果的相对标准偏差（RSD,n=10）为0.29%～0.75%;测定结果与电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）基本一致。

关键词：氢化物发生-原子荧光光谱法(HG-AFS) 纯锆铋

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纯锆反应器焊接工艺

焊接技术 2008年第4期37卷 28-30页

作者：王应植袁彪浦江郑杨艳江苏省特种设备安全监督检验研究院江苏南京210003

介绍了锆板的焊接特点及锆材焊接过程中的注意事项。以1台纯锆反应器为例,讨论锆材设备中主要焊接接头形式、焊接方法、匹配的焊接材料、合理的焊接工艺参数和保护措施。并对焊接完成的反应器进行外观颜色检验、无损检测、水压试验和气... 详细信息

介绍了锆板的焊接特点及锆材焊接过程中的注意事项。以1台纯锆反应器为例,讨论锆材设备中主要焊接接头形式、焊接方法、匹配的焊接材料、合理的焊接工艺参数和保护措施。并对焊接完成的反应器进行外观颜色检验、无损检测、水压试验和气密性试验。试验结果表明:所选择的焊接方法、焊接材料、焊接工艺参数和焊接保护措施是合理的,保证了焊接接头性能符合标准和设计的技术要求。

关键词：纯锆反应器焊接工艺焊接质量

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纯锆多道次ECAP变形细观有限元模拟

纯锆多道次ECAP变形细观有限元模拟

作者：贾鹏博西安建筑科技大学

学位级别：硕士

本文用通道夹角为90°的模具在室温成功实现了纯锆的1道次ECAP变形,制备了表面光滑无裂纹的纯锆试样。利用光学显微镜、TEM、SEM、XRD等检测手段,研究了1道次纯锆的组织演变机理和织构演变过程。利用EBSD、ABAQUS商业有限元软件及VPSC... 详细信息

本文用通道夹角为90°的模具在室温成功实现了纯锆的1道次ECAP变形,制备了表面光滑无裂纹的纯锆试样。利用光学显微镜、TEM、SEM、XRD等检测手段,研究了1道次纯锆的组织演变机理和织构演变过程。利用EBSD、ABAQUS商业有限元软件及VPSC软件对纯锆1道次ECAP变形的织构演变进行模拟,并用VPSC软件对C方式2道次变形的织构演变进行预测,所得织构数据运用MATLAB的MTEX工具包生成相应的极图及ODF图。通过组织观察发现,纯锆室温单道次ECAP变形后,原始板材的粗大晶粒大部分碎化,位错密度急剧增加,形成了大量的位错缠结区及粗细不均的板条组织。由力学性能测试及断口扫描分析发现,变形后试样的屈服强度、抗拉强度及硬度都得到明显提升,且仍具有良好塑性。XRD分析表明:经1道次ECAP变形后,原始板材的双峰基面织构基本消失,形成了以B织构及C织构为主的新织构类型,且B织构及C织构绕TD轴旋转一定角度。运用扩展Taylor理论模型及VPSC理论模型分别对纯锆室温1道次ECAP变形的织构演变进行模拟,模拟结果显示,采用Taylor理论模型所得的ECAP变形织构为C织构和C织构,与实验存在明显差异;而采用VPSC理论所得结果基本与实验结果一致。据此,利用VPSC理论模型对室温纯锆C方式2道次ECAP变形的织构演变进行预测,预测结果显示:C织构基本消失,形成了以B织构为主的织构类型,但极密度没有明显变化,这可能与初始晶体取向数目有关。ECAP应力条件下的Schmid因子分析表明:初始双峰织构会引发锥面-滑移系最先开动,并伴有拉伸孪生及压缩孪生发生。而1道次形成的B织构及C织构会引发柱面-滑移和锥面-滑移,且压缩孪生更易发生,2道次预测形成的B织构仍会使得锥面-滑移系最先开动,压缩孪生仍更易发生。

关键词：纯锆 ECAP 晶体塑性有限元织构 VPSC

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纯锆轧制过程中的组织与织构演变规律

电子显微学报 2012年第6期31卷 476-480页

作者：栾佰峰肖东平贺方方重庆大学材料科学与工程学院重庆400044

本文通过对具有双峰织构的退火态纯锆板材进行室温轧制,得到不同变形量的样品。利用EBSD对其微观组织和织构进行了分析。结果表明,板材在轧制过程中会产生不均匀组织。一部分晶粒难变形,另一部分容易变形且沿RD方向被拉长,在变形量较大... 详细信息

本文通过对具有双峰织构的退火态纯锆板材进行室温轧制,得到不同变形量的样品。利用EBSD对其微观组织和织构进行了分析。结果表明,板材在轧制过程中会产生不均匀组织。一部分晶粒难变形,另一部分容易变形且沿RD方向被拉长,在变形量较大时形成变形带。并且轧制板材组织中没有发现孪晶,因此滑移为主要的变形方式。大量的位错滑移造成了晶粒内部取向差和累积取向差的变化,但是仅仅通过滑移改变的晶粒间取向差非常小,因此,在轧制过程中通过滑移产生的小角度晶界增加,但是其晶体取向变化很小。在轧制过程中板材的基面双峰织构类型并无较大改变,只是逐渐向ND方向集中。而//RD织构逐渐转变为//RD织构。

关键词： EBSD 纯锆微观组织织构

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室温BCAP纯锆组织演变和性能研究

室温BCAP纯锆组织演变和性能研究

作者：井菲菲西安建筑科技大学

学位级别：硕士

强度高、塑性好是实际应用中对金属材料的基本要求。此外,材料的结构热稳定性对其服役与应用同样至关重要。随着纯锆在工业生产中的利用,需要具有更加优异的组织和力学性能。因此,进一步研究锆的组织演变和热稳定性至关重要。本文主要... 详细信息

强度高、塑性好是实际应用中对金属材料的基本要求。此外,材料的结构热稳定性对其服役与应用同样至关重要。随着纯锆在工业生产中的利用,需要具有更加优异的组织和力学性能。因此,进一步研究锆的组织演变和热稳定性至关重要。本文主要研究室温ECAP纯锆组织演变和性能。采用光学显微镜(OM)、透射电子显微镜(TEM)、拉伸试验机、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)等手段分析ECAP多道次变形的组织演变规律和热稳定性。本文主要研究结果如下:在ECAP变形过程中,随变形道次的增加,宽度为0.5μm-1μm的粗大板条经进一步剪切作用后细化为尺寸大小约200nm的细小板条,且有大量的等轴亚晶胞状组织存在。经两道次变形后,其织构强点衍射强度和织构类型均发生变化。织构的强点衍射强度随变形道次的增加而逐渐降低,在ECAP一道次变形后,织构类型由原始的双峰织构转变为B织构和C1织构,经二道次变形后,全部形成了B织构。ECAP两道次变形后,硬度、抗拉强度、屈服强度分别得到显著提高。一道次和二道次变形后的硬度值增幅分别为119%和138%,抗拉强度增幅分别为5%和4%,屈服强度增幅分别为7%和3%。且随着变形道次的增加,应力应变幅度明显增加,会出现显著的线性硬化,在应力达到最高点出现软化现象。ECAP两道次退火后的组织演变表明:经退火处理后,会产生一定的退火织构,且随着温度的变化,退火织构有所不同。在300℃时,织构变化不大;在400℃,晶粒的回复和原位再结晶渐渐开始发生,伴随着亚晶的形成和长大,织构会强化。在500℃晶粒产生完全再结晶,组织为细小的均匀等轴晶,且织构有所弱化。

关键词：纯锆 ECAP 织构演变退火

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初始状态对纯锆轧制变形机理的影响研究

初始状态对纯锆轧制变形机理的影响研究

作者：肖东平重庆大学

学位级别：硕士

锆及锆合金在核工业的大量应用，使锆合金的开发和研究变得十分重要。随着核反应堆技术的发展，对锆材料的服役性能要求越来越高。由于材料的性能很大程度上决定于其组织结构，而加工过程中的变形机理直接影响着材料的组织结构。锆的塑... 详细信息

锆及锆合金在核工业的大量应用，使锆合金的开发和研究变得十分重要。随着核反应堆技术的发展，对锆材料的服役性能要求越来越高。由于材料的性能很大程度上决定于其组织结构，而加工过程中的变形机理直接影响着材料的组织结构。锆的塑性变形主要依靠滑移和孪生，而这些变形机制的开启受到很多因素的影响。如原子的排列方式、堆垛层错能、杂质元素、晶粒大小、第二相等内在因素，以及变形温度、加载速率、变形量、加载方式等外部变形条件。本文以具有典型双峰基面织构的退火态商业纯锆板材为研究对象。重点研究轧制温度，初始织构和晶粒大小对锆的轧制变形机理的影响。首先针对初始晶粒尺寸为10μm的纯锆板材分别在室温和液氮温度轧制，其次对初始晶粒尺寸为40μm的纯锆板材在液氮温度轧制。采用金相、ECC、EBSD和XRD对轧制样品的微观组织和织构进行观察，结合孪生面积分数的计算、孪生Schmid因子计算、孪生变体选择规律，分析了初始状态对纯锆板材的轧制变形机理的影响，得到以下结论： 1、纯锆在室温轧制时没有孪生产生，而在液氮温度轧制时，{1122}压缩孪生，{1012}和{1121}拉伸孪生很容易激活。并且当初始晶粒尺寸为40μm时，这三种孪生的数量要比初始晶粒尺寸为10μm的时候大很多。 2、初始晶粒尺寸分别为10μm和40μm的纯锆在液氮温度轧制时，总的孪生面积分数，{1122}压缩孪生和{1012}拉伸孪生的面积分数随着变形量的增大近似呈线性增加，而{1121}拉伸孪生的面积分数却一直较低。对初始晶粒尺寸为10μm的纯锆轧制样品，孪生主要产生于变形量为10%-20%之间。当初始晶粒尺寸为40μm时，变形量小于5%即有大量孪生产生，且随着变形量增加而增多。 3、纯锆在室温轧制时以滑移为主要变形方式。在液氮温度下轧制时，初始晶粒尺寸较小的情况下，小变形量时以滑移为主，变形量继续增大则孪生的作用逐渐增强;初始晶粒尺寸较大的情况下，孪生为主要的变形方式，变形量增大则转变为滑移为主。 4、纯锆在室温和液氮温度轧制时，基面织构类型并无明显变化，仍然为双峰基面织构，织构强度逐渐降低。并且在两种温度下轧制时，初始板材的//RD织构都会转变为//RD织构，如果初始板材为//RD织构则保持不变。但不同的是在室温轧制过程中，双峰分布的基面织构会随着变形量的增加逐渐向ND集中，而在液氮温度轧制则保持向TD倾斜30°的双峰分布。 5、纯锆液氮温度轧制时，孪生会优先形成于Schmid因子较大的晶粒中，然而{1122}孪生并不仅仅是Schmid因子最大的变体V1出现，所以并不满足Schmid定律。但是出现的孪生变体的Schmid因子都接近于最大的Schmid因子，并且随着变形量增加，Schmid因子越大的孪生变体数量越多。

关键词：纯锆轧制室温液氮温度孪生

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纯锆的本构模型研究

高能量密度物理 2009年第1期 5-9,4页

作者：胡凌肖大武李英雷中国工程物理研究院流体物理所冲击波物理与爆轰物理实验室四川绵阳621900

采用基于位错动力学理论的USCD模型，经拟舍得到纯锆的本构模型。针对其在较高应变率和较低温度下的预测结果和实验数据偏差较大的缺点，考虑锆塑性变形过程中孪晶演化的影响，对模型进行了修正。修正后的本构模型可以较好地描述纯锆在... 详细信息

采用基于位错动力学理论的USCD模型，经拟舍得到纯锆的本构模型。针对其在较高应变率和较低温度下的预测结果和实验数据偏差较大的缺点，考虑锆塑性变形过程中孪晶演化的影响，对模型进行了修正。修正后的本构模型可以较好地描述纯锆在较宽温度范围内、不同应变率下的塑性变形行为，本构模型预测结果和实验数据吻合很好。

关键词：纯锆流动应力温度应变率本构模型

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纯锆封头的旋压成形工艺

稀有金属 1982年第3期 33-36页

一、前言纯锆在一定介质中有良好的防腐蚀性能,因此被广泛地用于化工、冶金等工业部门。常用作大型反应容器的衬里。作为衬里的封头件,按照传统工艺采用分瓣拼焊法,但这种工艺需用手工氩弧焊,技术要求高,工序多,质量不易保证。为此我们... 详细信息

一、前言纯锆在一定介质中有良好的防腐蚀性能,因此被广泛地用于化工、冶金等工业部门。常用作大型反应容器的衬里。作为衬里的封头件,按照传统工艺采用分瓣拼焊法,但这种工艺需用手工氩弧焊,技术要求高,工序多,质量不易保证。为此我们在QX-3卧式强力旋压机上进行了纯锆封头的旋压试

关键词：封头芯模衬里模具旋压成形工艺强力旋压旋轮普通旋压旋压工艺纯锆