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Concurrent inheritance of microstructure and texture after slow β→α cooling of commercially pure Zr

Science China(Technological Sciences) 2016年第11期59卷 1771-1776页

作者： CHAI LinJiang LUAN BaiFeng CHEN BaoFeng YANG HuiLong LIU Qing HUANG WeiJiu College of Materials Science and Engineering Chongqing University College of Materials Science and Engineering Chongqing University of Technology Institute for Materials Research Tohoku University

A rolled and recrystallized commercially pure Zr sheet was β-solution treated and then cooled at two rates, i.e. air cooling(AC)and furnace cooling(FC). Microstructures and textures of original and β-cooled specimens were characterized by use of electron channeling contrast imaging, electron backscatter diffraction and X-ray diffraction techniques. Results reveal a novel phenomenon, i.e. the concurrent inheritance of microstructure and texture in the FC specimen cooled at a very slow rate. In contrast, for the AC specimen with faster cooling, typical lamellar α phases are obtained with relatively scattered *** on comparatively crystallographic and thermodynamic analyses, reasons accounting for microstructure and texture differences in both cases are discussed, highlighting the significant role played by the variant selection behavior. It is postulated that increasing cooling rates should be more feasible to change the transformed texture in Zr materials.

关键词：空气冷却微观组织纯锆织构电子背散射衍射 X射线衍射技术遗传并行

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锆/钢真空扩散连接及界面元素扩散行为研究

锆/钢真空扩散连接及界面元素扩散行为研究

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作者：蒙凯哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

真空扩散连接广泛应用于异种材料的连接。锆具有较低的热中子吸收截面、高温耐腐蚀性和易加工等特点;Q345钢属于低合金高强度钢,塑性和焊接性能良好。锆与Q345钢的复合常用于化工反应容器的外壳,但是锆和钢的物理和化学性质相差很大,很... 详细信息

真空扩散连接广泛应用于异种材料的连接。锆具有较低的热中子吸收截面、高温耐腐蚀性和易加工等特点;Q345钢属于低合金高强度钢,塑性和焊接性能良好。锆与Q345钢的复合常用于化工反应容器的外壳,但是锆和钢的物理和化学性质相差很大,很难直接连接在一起。利用添加中间层的真空扩散连接技术,能够很好的解决这个难题。本文结合国内外锆与钢真空扩散连接的研究现状,采用较薄的非晶态铜箔作为中间层材料,在700℃下扩散连接纯锆与Q345钢,在铜箔熔化条件下控制反应层厚度。利用光学显微镜、SEM、EDS、XRD、EBSD、显微硬度试验、剪切试验和三点弯曲试验等表征技术,研究显微结构与力学性能的关系。同时,提出在更低温度下(≤620℃),采用纯铝箔作为中间层材料,在铝箔不熔化的条件下控制反应层厚度,研究界面显微结构与力学性能的关系,以及反应层生长的热力学和动力学规律。纯锆/铜箔/Q345钢在700℃,3MPa下保温1h时,铜箔与母材发生冶金结合。界面反应产物分为五个区域,依次为FeP、Cu、CuNiPZr、CuZr、CuZr,其中Zr元素所占的区域宽度大于Fe元素。当铜箔厚度为30μm和60μm时,界面反应总厚度分别为27.0μm和31μm,界面内存在较多孔洞和缺陷,最大剪切强度和弯曲强度分别为30MPa、803MPa和47MPa、1017MPa。当铜箔厚度增加到90μm时,界面反应层总厚度为63μm,孔洞数量大大减少,在Cu内出现两种树枝状共晶组织,界面结合质量得到很大改善,最大剪切强度和弯曲强度增至88MPa和1079MPa。剪切断裂机制表明:随着铜箔厚度增加,反应层中裂纹源减少,裂纹扩展路径和受树枝状共晶阻力增加,因此铜箔为90μm时具有最大剪切强度。对比前、后弯曲断裂机制,结果表明:反应层中孔洞在前弯曲中受压应力作用下闭合,在后弯曲中受拉应力作用张开,因此前弯曲性能优于后弯曲。纯锆/铝箔/Q345钢在545-575℃,3MPa下保温3-4h,铝箔与母材发生固相扩散反应,界面产物主要为波浪状的AlFe和层状的AlZr,并存在一层微米级的过渡相AlFe和齿状的AlZr。增加扩散温度和延长扩散时间均能增加反应层的总厚度,生成的AlFe厚度比AlZr宽,过渡相AlFe和AlZr形态更加清晰,但是延长扩散时间会导致过渡相逐渐向基体中溶解。界面力学性能研究表明,AlFe具有最高显微硬度,剪切裂纹完全在AlFe中扩展。保持扩散时间3h不变的条件下,575℃时复合板具有最大剪切强度为30MPa,但升高至590℃时,AlFe与Al之间的界面发生开裂。保持扩散温度560℃不变的条件下,3.5h时复合板具有最大剪切强度为37MPa。通过EHF热力学模型计算AlFe和AlZr分别具有最负的有效生成焓,为第一生成产物。在545-575℃保温3h时,产物随温度的扩散动力学方程为:x=1.01×10exp(-126800/RT),x=1.57×10exp(-249400/RT)。在560℃保温3-4h时,产物随时间的扩散动力学方程为:x=5.37×10t,x=1.93×10t。其中AlFe在界面生长具有明显特定取向,即c轴[001]方向,呈波浪形态;而AlZr则无明显特定的取向。

关键词：纯锆 Q345钢扩散连接中间层显微组织力学性能

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使用ICP-OES测定核级锆锭中7种痕量元素

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金属世界 2018年第5期 46-48页

作者：李刚李献军汪澜党翠玉国核锆铪理化检测有限公司陕西宝鸡721013 国核宝钛锆业股份公司陕西宝鸡721013 国家能源核级锆材研发中心陕西宝鸡721013

为解决核级锆铸锭中基体干扰对多种痕量元素同时测定的影响,使用ICP-OES(电感耦合等离子体发射光谱仪),用氢氟酸和硝酸溶解试样,选择合适的雾化器压力、发射功率、进样速率等参数,采用纯锆标准物质进行基体匹配,选择合适的光谱线,成功... 详细信息

为解决核级锆铸锭中基体干扰对多种痕量元素同时测定的影响,使用ICP-OES(电感耦合等离子体发射光谱仪),用氢氟酸和硝酸溶解试样,选择合适的雾化器压力、发射功率、进样速率等参数,采用纯锆标准物质进行基体匹配,选择合适的光谱线,成功地同时测定了核级锆铸锭中7种痕量元素(铝、钙、铬、铁、锗、镁、锰)。本方法准确性和稳定性良好,7种痕量元素理论值与测量平均值接近,多次测量后每一种元素的相对标准偏差在3.1%以下。

关键词： ICP-OES 痕量元素同时测定电感耦合等离子体发射光谱仪纯锆核级基体干扰发射功率

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电感耦合等离子体原子发射光谱法测定锆及锆合金中Fe,Cr,Sn

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定锆及锆合金中Fe,Cr,Sn

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2019年第九届全国地方机械工程学会学术年会

作者：段双朱智金小成高鹏 Shenyang Research Institute of Foundry Co. Ltd. State Key Laboratory of Light Alloy Foundry Technology for High-End Equipment

实验提出采用硫酸(1+1)分解样品,采用基体匹配法绘制校准曲线消除基体效应的影响,使用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定锆及锆合金中Fe,Cr,Sn。通过条件试验优化仪器的工作参数为发生器功率1.2 kW和雾化气压力0.23 MPa。Fe,... 详细信息

实验提出采用硫酸(1+1)分解样品,采用基体匹配法绘制校准曲线消除基体效应的影响,使用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定锆及锆合金中Fe,Cr,Sn。通过条件试验优化仪器的工作参数为发生器功率1.2 kW和雾化气压力0.23 MPa。Fe,Cr,Sn质量浓度在0.10～1.00μg/mL范围内与其发射强度呈线性关系,线性相关系数大于0.999;方法检出限为0.00045%-0.0052%,测定下限为0.0015%-0.0017%。按照实验方法分别测定五种锆及锆合金材料中Fe,Cr,Sn,其结果的相对标准偏差(RSD,n=11)为0.053%～0.289%,加标回收率为95%～105%。

关键词：电感耦合等离子体原子发射光谱法纯锆杂质元素

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广东东方锆业科技股份有限公司

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稀有金属快报 2007年第1期26卷 39-39页

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非晶态锆

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金属功能材料 2005年第1期12卷 25-25页

美国的Los Alamos国家实验室的研究人员首次开发成功由单纯的结晶态金属锆制得了非晶态的锆金属，他们是在5GPa(725Msi)的高压和650℃的较低温度下(这一温度相当于锆熔点1854℃的1／3)使结晶态纯锆转变成了非晶态锆材的。这是世界上首... 详细信息

美国的Los Alamos国家实验室的研究人员首次开发成功由单纯的结晶态金属锆制得了非晶态的锆金属，他们是在5GPa(725Msi)的高压和650℃的较低温度下(这一温度相当于锆熔点1854℃的1／3)使结晶态纯锆转变成了非晶态锆材的。这是世界上首次由单纯一种元素制得的非晶态金属，并且不需要熔化也不象制取其他非晶态金属时那样要求以快淬方法来生产。

关键词：非晶态金属纯锆锆材快淬熔化熔点结晶开发成功制取

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