包壳用锆合金表面Cr涂层的高温耐蚀性能

摘要：

为了提高包壳用锆合金的耐高温腐蚀性能,采用等离子增强物理气相复合沉积(PPC)技术在Zr-4合金试样表面制备了厚度为15 μm的Cr涂层,并对其性能进行了表征.通过在(420±3)℃,(10.3±0.7)MPa高温高压蒸汽中进行100 d腐蚀试验,对比了Zr-4基体和Cr涂层试样在高温蒸汽中腐蚀100d后的耐蚀性能,利用X射线衍射(XRD)分析了涂层的物相,利用扫描电镜(SEM)分析了试样腐蚀后的氧化层厚度及断面形貌,利用能谱(EDS)线扫描分析了腐蚀后试样断面的元素成分,利用金相显微镜(OM)检测试样内部氢化物分布并采用气体分析法测量氢含量.结果表明:采用PPC技术制备的Cr涂层均匀致密,无裂纹、孔洞等缺陷;经高温高压蒸汽腐蚀后,试样表面Cr涂层氧化加重,随着腐蚀时间的延长,基体表面氧化膜厚度逐渐增加,而Cr涂层会发生减薄现象,但剩余涂层连续致密,且基体未出现氧化腐蚀现象,说明Cr涂层具有良好的耐蚀性能;涂层试样比基体具有更低的腐蚀增重率,说明Cr涂层能对基体起到保护作用;Cr涂层部分涂覆的试样涂层与基体过渡区基体侧出现氧化层,但氧化层厚度均匀一致,说明Cr涂层并未加速基体的腐蚀;与Zr-4基体试样相比,Cr涂层明显阻碍了基体的吸氢,减少了氢化物的析出.

关键词：锆合金、包壳材料、Cr涂层、高温耐蚀

所属期刊栏目：46

分类号：TG174.44(金属学与热处理)

资助基金：陕西省自然科学基金;陕西省重点研发计划项目;陕西省科技重大专项项目

在线出版日期：2022-09-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1013-1020