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n18锆合金的单轴拉伸和应力松弛性能

原子能科学技术 2009年第2期43卷 151-156页

作者：包陈蔡力勋谭军贾琦郑国云西南交通大学应用力学与工程系四川成都610031 中国核动力研究设计院核燃料及材料国家级重点实验室四川成都610041

本工作试验研究20-700℃、不同应变加载速率下n18锆合金的单轴拉伸和应力松弛性能。结果表明，n18合金的单轴拉伸应力-应变曲线出现明显的屈服拐点，且温度低于500℃时呈现后继屈服强化，高于500℃后又呈后继屈服软化。除横向试样的断... 详细信息

本工作试验研究20-700℃、不同应变加载速率下n18锆合金的单轴拉伸和应力松弛性能。结果表明，n18合金的单轴拉伸应力-应变曲线出现明显的屈服拐点，且温度低于500℃时呈现后继屈服强化，高于500℃后又呈后继屈服软化。除横向试样的断面收缩率高于轧向试样外，试样取向对n18合金的单轴性能影响不大。温度低于300℃时，n18合金的应变速率敏感性受温度的影响不大；350℃时，n18合金的敏感系数达到最小值，其后，对应变速率的敏感性随着温度的升高逐渐增强。n18合金在不同温度和应变水平下均产生明显的应力松弛。在300℃以内，最大应力松弛程度受温度影响较小，且随应变水平的增大明显降低；在350～550℃范围内，应变水平越高，对应的最大应力松弛程度越大；n18合金的最大松弛程度在350℃附近出现最小值。在350-450℃范围内，n18合金表现出明显的动态应变时效特性。

关键词： n18锆合金单轴性能应变速率敏感性应力松弛动态应变时效

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n18锆合金的氢致α/β相演化研究

核动力工程 2007年第1期28卷 120-123,134页

作者：刘彦章赵文金 J-L Béchade T.Guilbert 中国核动力研究设计院核燃料及材料国家级重点实验室成都610041 CEA Saclay DEN/DMN/SRMA

用Setaram Multi HTC高灵敏热分析仪在准平衡和动态两种情况下对一组经过电解渗氢/均匀化退火处理的n18锆合金的相变进行了研究。结果表明,随着氢含量的增加,n18的α/β相转变温度逐渐降低,并且β相转变越多,氢含量的影响越小;用JMAK模... 详细信息

用Setaram Multi HTC高灵敏热分析仪在准平衡和动态两种情况下对一组经过电解渗氢/均匀化退火处理的n18锆合金的相变进行了研究。结果表明,随着氢含量的增加,n18的α/β相转变温度逐渐降低,并且β相转变越多,氢含量的影响越小;用JMAK模型可以很好地模拟氢对n18合金相演化过程的影响。

关键词： n18锆合金氢相演化 3MAK模型

n18锆合金在600～1200℃蒸汽中的氧化行为研究

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核动力工程 2010年第2期31卷 85-88页

作者：刘彦章邱军刘欣赵文金中国核动力研究设计院核燃料及材料国家级重点实验室成都610041 中广核工程公司广东深圳518057

研究了我国自主研发的n18锆合金在600～1200℃蒸汽中的氧化动力学曲线随温度及时间的变化规律。结果表明,温度低于700℃时,n18锆合金的氧化遵从抛物线规律;温度达到800℃时表现为抛物线-线性关系;950℃时由抛物线关系转变为立方指数关系... 详细信息

研究了我国自主研发的n18锆合金在600～1200℃蒸汽中的氧化动力学曲线随温度及时间的变化规律。结果表明,温度低于700℃时,n18锆合金的氧化遵从抛物线规律;温度达到800℃时表现为抛物线-线性关系;950℃时由抛物线关系转变为立方指数关系;在1050℃时氧化速率指数快速下降至2.3,即为近似抛物线关系;高于1100℃后,氧化速率指数保持在2.1～2.2之间,即抛物线关系。分析认为n18锆合金比Zr-4合金耐氧化,且前者氧化速率的转折所需时间比后者更长。

关键词： n18锆合金高温蒸汽氧化氧化动力学

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n18锆合金单轴拉伸行为研究

机械强度 2010年第2期32卷 228-232页

作者：连姗姗谭军冯可芹应诗浩阚细武杨屹四川大学制造科学与工程学院成都610065 中国核动力研究设计院核燃料及材料国家级重点实验室成都610041

在室温～700℃温度范围内对n18锆合金板材进行恒应变速率的单轴拉伸试验。结果表明,合金的屈服强度、抗拉强度、弹性模量、强化系数、最大均匀塑性变形量和应变强化速率均随温度的上升而逐渐下降;断面收缩率和颈缩变形量随温度的升高而... 详细信息

在室温～700℃温度范围内对n18锆合金板材进行恒应变速率的单轴拉伸试验。结果表明,合金的屈服强度、抗拉强度、弹性模量、强化系数、最大均匀塑性变形量和应变强化速率均随温度的上升而逐渐下降;断面收缩率和颈缩变形量随温度的升高而不断增加;在300℃～500℃温度范围内,伸长率出现最小值,强化指数出现最大值,强度和应变强化速率呈现一定的变缓趋势,这些现象表明,合金材料在温度影响条件下出现动态应变时效现象;此外,不同加载方向(即横向和轧向)对合金拉伸力学行为产生不同的影响。

关键词： n18锆合金单轴拉伸动态应变时效应变强化

辐照后n18锆合金氢致延迟开裂临界温度预测

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金属学报 2010年第7期46卷 805-809页

作者：孙超谭军应诗浩李聪彭倩赵素琼中国核动力研究设计院核燃料及材料国家级重点实验室成都610041 中国工程物理研究院核物理与化学研究所绵阳621900 国家核电技术公司科研部北京100140

基于辐照后锆合金中H的固溶与析出浓度方程及应力诱导H扩散方程,建立了辐照后锆合金氢致延迟开裂(DHC)临界温度的预测模型.采用此模型对辐照后n18锆合金(Zr-Sn-nb)的DHC临界温度进行预测,并与未辐照n18锆合金临界温度实验数据进行对比分... 详细信息

基于辐照后锆合金中H的固溶与析出浓度方程及应力诱导H扩散方程,建立了辐照后锆合金氢致延迟开裂(DHC)临界温度的预测模型.采用此模型对辐照后n18锆合金(Zr-Sn-nb)的DHC临界温度进行预测,并与未辐照n18锆合金临界温度实验数据进行对比分析.结果表明,中子辐照后n18锆合金屈服强度和H的固溶度增加,n18合金发生DHC的敏感性增加;相同H含量条件下,辐照后n18合金的临界温度最高上升幅度接近20℃;辐照后n18锆合金临界温度变化规律与未辐照实验结果相似,其临界温度介于相同H含量下完全固溶的温度与氢化物析出时的温度之间,且最高开裂温度T_c低于最低止裂温度T_h.

关键词： n18锆合金辐照损伤氢致延迟开裂临界温度

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n18锆合金再加工组织的EBSD分析

电子显微学报 2010年第5期29卷 437-441页

作者：刘鸿戴训王莹赵文金中国核动力研究设计院四川成都610041

采用电子背散射衍射(EBSD)技术,对n18锆合金在780℃下沿原板材横向热轧、冷轧及再结晶退火过程中的晶粒组织、晶界特征及织构进行了测试和分析。结果表明:n18锆合金板材在热轧、冷轧后为长条状形变晶粒和一些细小动态再结晶晶粒,并出现... 详细信息

采用电子背散射衍射(EBSD)技术,对n18锆合金在780℃下沿原板材横向热轧、冷轧及再结晶退火过程中的晶粒组织、晶界特征及织构进行了测试和分析。结果表明:n18锆合金板材在热轧、冷轧后为长条状形变晶粒和一些细小动态再结晶晶粒,并出现大量的小角度晶界,交叉轧制织构基本上保持了原板材的织构特点,只是基面织构有所增强。580℃,3 h退火后出现大量再结晶晶粒,并且大角度晶界增加,其基面织构有所下降,但依然占据主导地位。

关键词： n18锆合金再加工显微组织电子背散射衍射(EBSD)

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含氢n18锆合金循环变形后的位错组态研究

核动力工程 2006年第5期27卷 53-57页

作者：谭军应诗浩李聪左汝林孙超中国核动力研究设计院核燃料及材料国家级重点实验室成都610041 重庆大学材料学院重庆400044

应用透射电子显微镜研究了n18锆合金在室温下循环变形后的位错组态以及氢化物与位错的相互作用。结果表明,n18锆合金基体中存在着大量弥散分布的沉淀相粒子,其位错组态是一系列被沉淀相粒子钉扎住的位错线段。这些位错线段由{10 10}柱... 详细信息

应用透射电子显微镜研究了n18锆合金在室温下循环变形后的位错组态以及氢化物与位错的相互作用。结果表明,n18锆合金基体中存在着大量弥散分布的沉淀相粒子,其位错组态是一系列被沉淀相粒子钉扎住的位错线段。这些位错线段由{10 10}柱面滑移所产生。试样在变形过程中只有部分晶粒发生了塑性变形,而其它晶粒则是弹性变形。试样中的氢化物主要为面心立方结构的δ相氢化锆,氢化物与位错之间的交互作用存在着“尺寸效应”,位错的滑移能够切割过细小的氢化物,但不能穿越粗大的氢化物。

关键词： n18锆合金沉淀相粒子位错组态柱面滑移氢化物

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n18锆合金疖状腐蚀的研究

N18锆合金疖状腐蚀的研究

作者：黄昌军上海大学

学位级别：硕士

锆合金作为核燃料元件包壳材料在反应堆中应用时，会受到高温高压水的腐蚀，生成氧化膜。根据以往对Zr-2和Zr-4合金的研究结果可知，锆合金在含氧量较高的工况下会出现局部不均匀的疖状腐蚀。n18合金是我国自主研发的新锆合金，大量实... 详细信息

锆合金作为核燃料元件包壳材料在反应堆中应用时，会受到高温高压水的腐蚀，生成氧化膜。根据以往对Zr-2和Zr-4合金的研究结果可知，锆合金在含氧量较高的工况下会出现局部不均匀的疖状腐蚀。n18合金是我国自主研发的新锆合金，大量实验研究表明其具有良好的耐疖状腐蚀性能。然而，最近的一些实验表明n18合金在某些加工及热处理条件下也会出现疖状腐蚀。本工作以n18合金为研究对象，较为系统地研究了实际加工过程中可能出现的异常热处理工艺对合金显微组织的影响，并研究其在500℃/10.3MPa过热蒸汽条件下的腐蚀行为，揭示n18合金发生疖状腐蚀的原因。主要结论如下： 1) n18合金经α+β两相区和较高温度的α相区热处理会出现合金元素贫化区，特别是nb的贫化区，这是其会发生疖状腐蚀的主要原因。 2) n18合金在α+β两相区最终热处理时，在α-Zr晶界处形成β-Zr，nb、Fe、Cr等合金元素会迁移至β-Zr中，会在α-Zr晶粒内出现合金元素贫化区;在较高温度的α相区最终热处理，部分第二相合并长大，同时nb元素会扩散偏析到析出相中，也会形成nb贫化区。 3)已出现合金元素贫化区的n18合金，很难通过后续变形及低温α相区退火处理消除，只有重新进行长时间的β相固溶处理才能消除。 4)出现合金元素贫化区的n18合金在500℃/10.3MPa过热蒸汽中腐蚀时会发生疖状腐蚀，其程度随着基体中合金元素贫化区体积增大及数量增多而加重。疖状腐蚀斑在合金元素贫化区生成，其发展受到合金元素富集区的限制。与Zr-4相比，n18合金的疖状腐蚀斑生长较均匀，没有异常长大现象。 5) n18合金出现疖状腐蚀与其在(α+β)相区或较高温度的α相区较长时间的加工或热处理经历有密切关系，而与其前后有无热轧，有无冷轧及最终较低温度的退火处理等加工过程无关。 6)发生疖状腐蚀的n18合金的疖状腐蚀氧化膜中柱状晶所占比例低于50%，甚至全部为等轴晶;均匀腐蚀氧化膜中柱状晶所占比例约为600%。腐蚀生成氧化膜中的柱状晶比例越高对锆合金耐腐蚀性能越有利。 7)发生疖状腐蚀的n18合金，疖状腐蚀氧化膜与基体之间存在密排六方结构的ZrO0.27过渡层;与(0001)面近似平行的α-Zr晶粒面容易发生疖状腐蚀。

关键词： n18锆合金热处理显微组织合金元素疖状腐蚀

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n18锆合金氢致延迟开裂临界温度研究

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