Zr-Cr合金的微觀組織與力學(xué)性能.pdf

1、Zr及Zr合金具有熱中子吸收截面積小，密度小，優(yōu)異的抗腐蝕、抗氧化和耐輻照等理化性能，主要應(yīng)用在核工業(yè)。隨著研究人員對(duì)Zr合金的進(jìn)一步研究，發(fā)現(xiàn)其作為結(jié)構(gòu)材料有很廣泛的應(yīng)用前景。Zr合金四種常見的組織中兼具強(qiáng)度和塑性的組織為等軸組織和雙態(tài)組織?；诖耍疚囊訸r-Cr二元合金為研究對(duì)象，通過成分優(yōu)化、熱變形和熱處理工藝使合金組織發(fā)生再結(jié)晶，獲得雙態(tài)組織或等軸組織，同時(shí)提高合金的強(qiáng)度和塑性。
　　實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了一系列不同成分的ZrCr合

2、金，通過真空非自耗電弧熔煉爐制備出合金錠，研究了合金成分對(duì)其組織和性能的影響。結(jié)果表明，少量的Cr添加到純Zr中就能大幅度提高合金的強(qiáng)度。合金的強(qiáng)度隨Cr含量的增加而增加，而塑性隨合金中Cr含量的增加而降低。當(dāng)Cr含量為1.8 at％時(shí)，合金具有較高的強(qiáng)度，抗拉強(qiáng)度為1058MPa，同時(shí)延伸率能達(dá)到9.6%。Cr含量繼續(xù)增加到3 at%時(shí)，抗拉強(qiáng)度增加到1232MPa，延伸率為6.2%。
　　根據(jù)實(shí)驗(yàn)分析，選定1.8 at%Cr合

3、金做固溶時(shí)效和退火處理，研究其微觀組織和力學(xué)性能之間的演變關(guān)系。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)900℃固溶水冷后，合金形成了等軸組織，抗拉強(qiáng)度和塑性較熱軋態(tài)的都有提升，分別為1109MPa和11.0%。合金在隨后的時(shí)效過程中，隨時(shí)效溫度的增加，合金的強(qiáng)度下降，塑性有了大幅度提升。合金在700℃，塑性達(dá)到了最好，延伸率為18.4%，強(qiáng)度還保持在818MPa。合金時(shí)效過程中強(qiáng)度下降的原因是固溶體α相中Cr含量的急劇下降，合金的畸變降低。退火后的合金強(qiáng)度下降，