变形和热处理影响Zr-4合金显微组织研究.pdf

第 32卷 第 6期 上 海 金 属 Vo1．32，No．6 2010年 11月 SHANGHAIMETALS November，2010 5 变形及热处理影响 Zr一4合金显微组织的研究 李 强 刘仁多 周邦新 姚美意 (上海大学微结构研究重点实验室，上海 200444) 【摘要】 zr一4合金样品经 1020℃保温20min后水淬处理，形成了一些富集Fe和 cr的片 层状 B—Zr相 (bcc结构)，a=0．362nm。其 中Fe含量约为3．65wt％，Cr含量约为0．61wt％，Sn 含量约为 1．57wt％。该B—Zr相经变形及 580℃热处理后分解 ，形成 一Zr和细小的、带状分布 的zr(Cr，Fe) 第二相，所以Zr．4合金经B相水淬、变形及热处理后也可得到细小且分布较均 匀的第二相。 【关键词】 Zr-4合金 变形 热处理 B—Zr 显微组织 EFFECT oF DEFoRM ATIoN AND HEAT TREATM ENT oN THE M ICRoSTRUCTURE oF ZIRCALoY．4 LiQiang LiuRenduo ZhouBangxin YaoMeiyi (TheKeyLaboratoryforAdvancedMicro—Analysis，ShanghaiUniversity) 【Abstract】 Somelamellar3-Zr(bcc，a=0．362nm)richerinFeandCrwasdetectedinthe quenchedZircaloy一4 samplesafterheatingat1020oC for20min．ThecontentsofFe，CrandSnin p-Zrwereabout3．65wt％，0．61wt％ and1．57wt％ respectively．Thisp—Zrwoulddecomposeinto oc—ZrandfineribbonlikesecondphaseZr(Cr，Fe)2particlesafterdeformationandheattreatmentat 580 oC．Sofineandunifomr lydistributedsecondphaseparticlescouldbeobtainedintheZircaloy-4 alloythroughwaterquenchingfrom I3phase，defomr ationandheattreatment． 【Key Words】 Zircaloy-4，Defomration，HeatTreatment，p—Zr，Microstructure 目前大多数压水核反应堆的燃料包壳材料是 行 了研究。 z卜4合金 ，通过优化加工及热处理过程 ，可 以进一 1 实验方法 步提高其耐腐蚀性能 lJ。在生产工艺上通过 B zr一4板材由西北有色金属研究院提供，合金成 相淬火后，经过多道次的冷轧及在 800℃以下低 分见表 1。将尺寸约为 8mmx150mm，厚 1．2mln 温再结晶处理 ，来控制 Zr-4合金 中zr(Cr，Fe)： 的锆合金片状样品，经酸洗(10％HF+45％HNO + 第二相的分布。微量 Nb的添加可 以提高锆合金 45％H，O体积比的混合酸)和水洗后 ，真空封装在 的耐腐蚀性能 J，对于含 Nb锆合金，通过变形及 石英管内，然后将试样加热到 1020oC保温 20min 热处理则可 以获得细小且均匀分布的B—Nb第二 后淬入水中，同时敲碎石英管使样品迅速冷却，称 相，这是 由于Nb的存在形成了稳定的 8一Zr，13．Zr 之为 I3相水淬处理。将 p相水淬处理后的样品冷 是在610℃以下热处理分解形成的 ；Zr．4合金