显微组织对N36锆合金耐腐蚀性能影响的研究

摘要

锆合金作为核动力反应堆中的燃料元件包壳材料，它良好的耐腐蚀性能对提高核电经济性，保障核反应堆的安全可靠性至关重要。本文主要研究了显微组织对N36锆合金在0.01MLiOH高温水溶液中耐腐蚀性能的影响，希望通过优化热处理制度改变显微组织来提高N36锆合金的耐腐蚀性能。 首先研究了不同热处理制度对N36锆合金显微组织和耐腐蚀性能的影响。透射电镜(17EM)、能谱分析(EDS)等实验结果表明：580℃样品中第二相粒子呈细小均匀分布；740℃、780℃、820℃样品中大部分第二相粒子呈带状分布，且随终轧前保温温度的升高和保温时间的延长，带状分布的第二相粒子增多。1000℃样品中第二相粒子均匀分布。所有样品中第二相均以Zr-Fe-Nb粒子为主，也含少量βNb粒子，1000℃样品中βNb粒子最少。310天高压釜腐蚀实验表明：580℃样品的耐腐蚀性能最好，1000℃样品的耐腐蚀性能最差；780℃-3、820℃-3样品比780℃-1、820℃-1样品的耐腐蚀性能差。结合以上实验认为锆合金耐腐蚀性能好的因素是： 1、显微组织中存在大量均匀分布的第二相粒子，βNb粒子降低了αZr中的Nb含量，从而改善了样品的耐腐蚀性能； 2、随着终轧前保温时间的增加，第二相粒子尺寸增加，样品的耐腐蚀性能变差。 其次用扫描电镜(SEM)研究了氧化膜内表面形貌，用XRD研究了氧化膜的显微结构。结果表明：随着腐蚀时间的延长，样品中t-ZrO<,2>含量降低，腐蚀速率增加。在相同的腐蚀时间内，580℃样品中的t-ZrO<,2>多于1000℃样品，与腐蚀增重刚好相反。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章前言

1.1核电的发展情况

1.2核电的安全性以及锆合金在核电中的应用

1.3本论文主要研究内容

第二章研究Zr-Sn-Nb合金耐腐蚀性能的概况

2.1合金元素对Zr-Sn-Nb合金耐腐蚀性能的影响

2.2热处理制度对Zr-Sn-Nb合金耐腐蚀性能的影响

第三章实验研究方法

3.1高压釜腐蚀实验

3.1.1 高压釜实验中用到的仪器

3.1.2 表示腐蚀程度的方法

3.1.3 高压釜试验样品的制备

3.2检测手段及测试样品的制备

3.2.1 透射电镜

3.2.2 SEM

3.2.3 XRD

3.2.4测试样品的制备

3.3数据处理

第四章变形及热处理对N36合金显微组织及其耐腐蚀性能的影响

4.1引言

4.2变形及热处理对N36合金显微组织的影响

4.2.1 终轧前保温温度对显微组织的影响

4.2.3 终轧前保温时间对显微组织的影响

4.3显微组织对N36合金在LiOH水溶液中耐腐蚀性能的影响

4.3.1 终轧前不同保温温度下的显微组织对耐腐蚀性能的影响

4.3.2 终轧前不同保温时间后的显微组织对耐腐蚀性能的影响

4.4结论

第五章N36合金显微组织与氧化膜的关系

5.1 引言

5.2氧化膜与金属接触处表面形貌

5.3用XRD研究不同腐蚀阶段氧化膜的结构

5.3.1 锆合金氧化膜结构的研究概况

5.3.2 实验方法

5.3.3 实验结果及分析

5.4讨论

5.5本章小节

第六章结论

参考文献

作者在攻读硕士学位期间公开发表的论文

作者在攻读硕士学位期间所作的项目

致 谢