Zr-4合金表面Nb合金化研究.pdf

1、本文在詳細分析國內外核反應堆用鋯合金研究進展的基礎上，高能束表面合金化的方法（激光束、電子束和離子注入）在Zr-4合金表面添加Nb元素，采用掃描電子顯微鏡（SEM）（附有EDS功能）、X射線衍射儀（XRD）、原子力顯微鏡等現(xiàn)代材料分析測試方法，研究了合金化層微觀形貌、微區(qū)成分、顯微硬度及耐電化學腐蝕性能。研究結果表明： 1．直流磁控濺射Nb涂層可以用于鋯合金表面合金化，其厚度與基體Zr-4合金之間的附著力存在如下關系：

2、y=exp（4.4－0.13x+0.001x<'2>） 2．合金化后樣品中Nb元素分布不均勻，其含量在表面以下某一處達到最高，與采取的工藝手段、工藝參數(shù)有關；熱處理和冷軋也不能使成分均勻化。 3．樣品的熔區(qū)凝固后具有明顯的樹枝晶組織，這是因為熔區(qū)的散熱主要通過基體Zr-4合金，所以具有快速凝固和外延生長的特征。 4．熱處理使合金化層組織粗化；冷軋使合金化層的枝晶破裂，相組成由β－Zr轉變?yōu)棣粒璟r＋β－Nb。