添加 Nb 对 Zr-0.75Sn-0.35Fe-0.15Cr 合金高温蒸汽氧化行为的影响

摘要：

熔炼了 Zr-0.75Sn-0.35Fe-0.15Cr-xNb(x=0,0.15,0.50,1.00,质量分数,％)合金,并制备成板状样品.采用TG-DSC研究了 4种锆合金在模拟LOCA工况下800～1200℃的高温蒸汽氧化行为和相变行为,利用金相显微镜分析了氧化样品横截面的显微组织.结果表明,4种锆合金的高温蒸汽氧化性能并没有随Nb含量的变化呈单一的变化规律,其氧化动力学大多遵循线性规律,只有添加0.5％Nb的合金在1000℃的氧化动力学发生了 2次转折,由线性规律转变为幂指数规律再转变为线性规律;锆合金中基体的相转变温度随着Nb含量的增加而降低,而其氧化物的相变行为并没有随Nb含量的变化呈单一变化趋势,这说明Nb含量对锆合金氧化物相变行为的影响比对合金相变行为的影响复杂.氧化温度为 800、1000 和 1200℃C 时,氧化样品截面组织分别为:ZrO2、α-Zr(O),ZrO2、α-Zr(O)、原β-Zr 层和 ZrO2、α-Zr(O);800℃氧化样品截面各层组织的厚度占比基本不随Nb含量发生变化;1000℃氧化样品截面α-Zr(O)层的厚度占比随Nb含量的增加而增大,原β-Zr层的厚度占比正好相反,出现了指状侵入的α-Zr(O).1200℃氧化样品截面显微组织厚度占比随Nb含量的变化比较复杂.这说明Nb有促进β→α-Zr(O)转变的作用.

关键词：锆合金、Nb、高温蒸汽氧化、显微组织

所属期刊栏目：51

分类号：TL341(核反应堆工程)

资助基金：国家自然科学基金51871141

在线出版日期：2022-06-27（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：1837-1844