苟少秋
,
周邦新
,
谢世敬
,
徐龙
,
姚美意
,
李强
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2015.00049
Zr-4合金大晶粒样品在360℃和18.6 MPa的0.01 mol/L LiOH水溶液中经过70和160 d腐蚀后,采用EBSD,SEM和HRTEM等方法,研究了氧化膜的显微组织和晶体结构,以及氧化膜的厚度与金属晶粒表面取向的关系.结果表明,样品经过160 d腐蚀后,金属晶粒表面取向在靠近(0001)附近时氧化膜相对较厚,氧化膜的生长显示出明显的各向异性特征,但是在腐蚀70d后这种特征还不明显.从腐蚀70d后的样品中选取了表面取向接近(0000,(10(1)0)和(1120)的金属晶粒,研究了它们表面上氧化膜/金属界面处的显微组织,不同取向金属晶粒表面上形成氧化膜的显微组织存在一定差别,在取向接近(0001)的晶粒表面生成的氧化膜中的m-ZrO2柱状晶晶粒之间的取向差比较大,氧化膜显微组织和晶体结构非常复杂,除主要的m-ZrO2外,还存在c-ZrO2,t-ZrO2以及亚氧化物ZnO.氧化膜显微组织在腐蚀过程中不断发生演化,这会影响氧离子的扩散,进而影响氧化膜的生长,这种显微组织的演化过程还会受到氧化膜在不同取向晶粒表面上形成初期显微组织差别以及腐蚀时水化学条件的影响,这是Zr-4在LiOH水溶液中腐蚀时会出现氧化膜生长各向异性特征的主要原因.
关键词:
Zr-4
,
耐腐蚀性
,
各向异性生长
,
氧化膜
,
显微组织
丁向东
,
王瑞红
,
刘刚
金属学报
利用扫描电镜原位观察和相应的多相有限元数值分析方法,研究了渗氢后再结晶状态Zr----4合金拉伸过程中氢化物的变形行为以及其对基体变形行为的影响.结果表明,氢化物自身具有一定的塑性变形能力,在具有良好塑性的基体约束下,可以与基体一起发生较大的变形,但是氢化物的变形能力和其在Zr---4全金中的分布和形貌密切相关:稀疏分布的氢化物,易发生变形,不易出现裂纹;单个片状的氢化物可以被基体中的滑移线穿过;而在大块氢化物团聚体内部易出现裂纹.氢化物的形貌不仅影响基体的变形行为;而且对基体的断裂也有显著的影响.渗氢后Zr----4合金的断裂属于韧性断裂,断裂时材料内部出现多裂纹源,无主裂纹出现.
关键词:
Zr-4
,
null
,
null
,
null
任文伟
,
康戈文
,
李聪
,
邱绍宇
,
杨永建
稀有金属材料与工程
断口表面的分形维数是断裂表面粗糙度的一种度量,它和材料的韧性相关.应用小波分解技术,用"双毯法"提取了锆-4合金低周疲劳断口在低频、水平高频、垂直高频、对角高频方向上的分形维数.结果表明锆-4合金低周疲劳断口具有分形特征;分形维数与疲劳寿命有关,疲劳寿命越高,分形维数越大;随着分解级数的增加,不同寿命的断口分维值之间差距加大,小波分解的级数越多,越能获得有效的特征量;同一断口,放大倍数不同,分形维数差异较大.低倍下(≤4000XD),随分解级数增加,对角方向上高频信号变化更复杂,分维值上升较快;高倍下(≥8000XD),断口的复杂性降低.
关键词:
Zr-4
,
分形维数
,
小波
,
疲劳寿命
陈传明
,
周邦新
,
姚美意
,
苟少秋
,
张金龙
,
李强
,
梁雪
稀有金属材料与工程
利用静态高压釜腐蚀实验研究了β相处理时冷却速率对Zr-4合金板状样品在500℃/10.3 MPa过热蒸汽中耐疖状腐蚀性能的影响.结果表明:β相处理时,随着冷却速率的降低,Zr(Fe,Cr)2第二相会明显沿α-Zr板条晶界上析出,降低了过饱和固溶在α-Zr中的Fe和Cr含量,使得样品经过冷轧和再结晶退火后的耐疖状腐蚀性能变差.对比研究了工业生产中Zr-4合金板材耐疖状腐蚀性能不均匀的样品,认为出现这种现象与板坯在进行β相淬火时,由于尺寸较大各处的冷却速率不均匀有关.
关键词:
Zr-4
,
β相热处理
,
显微组织
,
耐疖状腐蚀性能
陈传明
,
周邦新
,
徐龙
,
苟少秋
,
黄娇
,
张金龙
,
姚美意
稀有金属材料与工程
Zr-4大晶粒样品在高压釜中经过500℃/10.3 MPa过热蒸气腐蚀,研究了不同晶粒表面上氧化膜厚度与晶粒取向的关系.结果表明:样品腐蚀时氧化膜的生长表现出明显的各向异性特征,晶粒表面取向在(10(1)0)和(11(2)0)之间时,氧化膜生长速率最快,腐蚀3h后最先出现疖状腐蚀斑,当腐蚀时间延长至30 h时,晶粒表面的极点在反极图中间位置的那些晶粒表面上也逐渐产生疖状腐蚀斑,而晶粒表面取向在(0001)晶面附近时氧化膜生长速率最慢,即使腐蚀30 h也没有产生疖状腐蚀斑.结果表明:当第二相大小和分布以及Fe,Cr合金元素在a-Zr中的固溶含量相同的情况下,Zr-4合金的耐疖状腐蚀性能与样品表面的晶粒取向有着密切的关系.
关键词:
Zr-4
,
疖状腐蚀
,
氧化膜生长各向异性
,
晶体取向
王航
,
丁向东
,
肖林
金属学报
研究了相位角30o 、 60o 、90o和等效应变幅0.8%、0.6%、0.4%时双轴非比例加载下, 冷变形去应力状态Zr-4合金宏观响应和微观位错亚结构。结果表明: 应力矢量和应变增量矢量之间的滞迟角 在循环变形初期表现为较大的变化幅度，随着塑性变形的进行，变化幅度逐渐减小，并趋于稳定。滞迟角的变化幅度与加载路径曲率的变化有关。90°相位角时，变化幅度最小，30°时变化幅度最大。在椭圆和圆形加载路径下，随着应变路径弧长 的增大，等效应力的平均值升高，而变化幅度减小，并逐渐趋于稳定。随着相位角提高，等效应力响应的平均值升高。Zr-4合金在非比例加载过程中表现出初始硬化，随后持续软化的特征。随着相位角提高，循环软化程度加剧。非比例循环过程中Zr-4合金的等效应力高于相同等效应变幅下的比例加载, 表现出潜在强化特征。TEM观察表明：随着相位角的增加，Zr-4合金双轴疲劳位错亚结构由单个位错线向位错缠结及成熟的位错胞转化。材料内部各向同性强化机理加强是Zr-4合金非比例潜在强化的主要原因。
关键词:
Zr-4合金
,
proportional loading
,
non-proportional loading
,
additional hardening
,
dislocation
