國產(chǎn)N36鋯合金的輻照行為及腐蝕性能研究.pdf

1、本文對中國核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院自主研發(fā)的兩種制備工藝的N36鋯合金進(jìn)行了微觀組織與微觀化學(xué)分析和表征。采用400千伏離子注入機(jī)對鋯合金進(jìn)行輻照，分析輻照后的微觀結(jié)構(gòu)，以研究其輻照行為與規(guī)律。采用高溫高壓反應(yīng)釜對原始態(tài)鋯合金和受輻照的鋯合金進(jìn)行了腐蝕，分析了不同實(shí)驗(yàn)條件下鋯合金表面氧化層、氧化膜/金屬界面和金屬基體的微觀結(jié)構(gòu)演變規(guī)律與特點(diǎn)。
　　增加冷軋次數(shù)與退火過程會(huì)導(dǎo)致鋯合金的晶粒尺寸變大和不均勻化，平均尺寸從3.9μm長大到6.0

2、μm;且析出相的尺寸變大、彌散程度降低，平均尺寸從74.6nm長大至89.6nm。增加冷軋次數(shù)與退火過程會(huì)使基體中的Nb進(jìn)一步析出，析出相中Nb/Fe比值增加，平均值從1.17增加至1.39。兩種鋯合金中的析出相主要為面心立方結(jié)構(gòu)的(Zr,Nb)2Fe化合物，Nb/Fe比值較低，尺寸較大。而在增加冷軋次數(shù)與退火過程的鋯合金中還觀察到少量密排六方結(jié)構(gòu)的Zr(Nb，F(xiàn)e)2析出相，Nb/Fe比值較高，尺寸較小。
　　Kr+輻照對2種鋯

3、合金均產(chǎn)生了輻照損傷，包括部分析出相的非晶化、鋯基體中氣泡的產(chǎn)生與生長，但輻照對2種鋯合金造成的輻照損傷程度不同。Kr+離子輻照沒有導(dǎo)致鋯合金基體非晶化，鋯基體依然保持晶體結(jié)構(gòu)。輻照對兩種鋯合金基體中析出相的影響不同。＃1鋯合金中形成明顯尺寸氣泡所需要的離子輻照劑量高于＃2鋯合金。隨著輻照溫度或者輻照劑量的增加，在鋯合金基體中所形成的氣泡的平均尺寸是增加的，而在相同輻照劑量情況下，＃1鋯合金基體中形成的氣泡尺寸要比撐2鋯合金中形成的氣泡

4、尺寸小。＃1鋯合金抗離子輻照損傷的能力總體上優(yōu)于＃2鋯合金。
　　經(jīng)高溫高壓腐蝕實(shí)驗(yàn)后，在鋯合金表面形成了氧化層，表面氧化層與鋯基體(O/M)的界面呈現(xiàn)波浪狀。氧化層中靠近水蒸氣側(cè)區(qū)域主要由等軸晶形態(tài)的單斜晶體結(jié)構(gòu)的ZrO2組成;氧化層靠近O/M界面區(qū)域?yàn)橹鶢罹螒B(tài)的鋯氧化合物，主要含有四方結(jié)構(gòu)的ZrO2和少量面心立方結(jié)構(gòu)的ZrO;O/M界面下方的鋯合金基體中含有少量面心立方結(jié)構(gòu)的ZrO。氧化腐蝕后，雖然有氧擴(kuò)散進(jìn)析出相內(nèi)，但未導(dǎo)