本文關(guān)鍵詞：強(qiáng)流脈沖電子束作用下Zr-702和Zr-4合金的微觀結(jié)構(gòu)及性能

  更多相關(guān)文章： 強(qiáng)流脈沖電子束(HCPEB) Zr-702 Zr-4合金 微觀結(jié)構(gòu) 硬度 磨損率 耐腐蝕性能

【摘要】：本文利用“Nadezhda-2”型強(qiáng)流脈沖電子束(HCPEB)裝置對(duì)Zr-702及Zr-4合金進(jìn)行了表面輻照處理。利用X射線衍射儀(XRD)、光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)及透射電子顯微鏡(TEM)對(duì)輻照前后樣品的表面形貌和微觀組織結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行了詳細(xì)的表征,利用顯微硬度計(jì)對(duì)輻照前后兩種材料的表面硬度變化進(jìn)行了測(cè)試,利于摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)對(duì)輻照前后Zr-4合金表面的磨損率進(jìn)行了測(cè)試,此外還利用電化學(xué)阻抗譜(EIS)和極化曲線分析了HCPEB輻照前后Zr-702和Zr-4合金的耐腐蝕性能的變化,并著重對(duì)腐蝕機(jī)理做了相應(yīng)的研究。利用HCPEB對(duì)Zr-702樣品進(jìn)行表面輻照后,樣品的橫截面分為典型的三層:重熔層(上層)、固態(tài)相變層(中間層)和熱影響區(qū)(底層)。在重熔層中誘發(fā)了馬氏體相變,并觀察到了火山坑狀熔坑形貌、微孔及超細(xì)結(jié)構(gòu)(包括超細(xì)馬氏體結(jié)構(gòu)及超細(xì)晶結(jié)構(gòu))。TEM觀察結(jié)果表明,HCPEB輻照后樣品表層形成了高密度位錯(cuò)和變形孿晶結(jié)構(gòu)。隨著脈沖次數(shù)的增加,輻照后樣品的表面硬度從原始的178 HV上升到了254 HV。耐腐蝕性能測(cè)試結(jié)果表明,與原始樣品相比,HCPEB輻照后的樣品在1 mol/L硝酸溶液中具有更好的耐腐蝕性,其中的5次輻照樣品的耐腐蝕性能最好。我們認(rèn)為超細(xì)結(jié)構(gòu)、馬氏體相變、表面微孔、位錯(cuò)和變形孿晶是硬度和耐腐蝕性提高主要的原因。利用HCPEB對(duì)Zr-4合金樣品進(jìn)行表面輻照后,觀察到的表面形貌及微觀組織結(jié)構(gòu)與在Zr-702中觀察到的類似,但又略有不同:對(duì)于工業(yè)純Zr-702,5次輻照表面熔坑數(shù)量非常少,隨輻照次數(shù)增多熔坑密度稍有增加,而對(duì)于Zr-4合金,熔坑密度隨輻照次數(shù)的增加而逐漸降低;Zr-702僅在5次輻照表面觀察到了微孔的存在,而在Zr-4合金的高次數(shù)輻照表面同樣觀察到了微孔,并且還觀察到了納米晶結(jié)構(gòu)。此外,XRD、SEM及TEM觀察結(jié)果均表明,HCPEB輻照后表層的Zr(Fe,Cr)2第二項(xiàng)顆粒固溶到了基體當(dāng)中。隨著脈沖次數(shù)的增加,樣品表面硬度及耐磨性均逐漸增高。耐腐蝕性能測(cè)試結(jié)果表明,與原始樣品相比,HCPEB輻照后的樣品在0.1 mol/L LiOH溶液中的耐腐蝕性得到了顯著的改善,其中的15次輻照樣品的耐腐蝕性能最好。除了上段提到的原因外,第二相顆粒的過(guò)飽和固溶對(duì)Zr-4合金性能的提升起到了至關(guān)重要的作用。
【關(guān)鍵詞】：強(qiáng)流脈沖電子束(HCPEB) Zr-702 Zr-4合金 微觀結(jié)構(gòu) 硬度 磨損率 耐腐蝕性能
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG146.414
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 緒論11-22
• 1.1 強(qiáng)流脈沖電子束表面改性技術(shù)11-14
• 1.1.1 強(qiáng)流脈沖電子束表面改性概述11-13
• 1.1.2 強(qiáng)流脈沖電子束表面改性特征13-14
• 1.2 鋯及鋯合金概述14-17
• 1.2.1 鋯簡(jiǎn)介14-15
• 1.2.2 鋯及鋯合金的發(fā)展15-16
• 1.2.3 鋯及鋯合金的性能與應(yīng)用16-17
• 1.3 強(qiáng)流脈沖電子束表面改性后耐腐蝕性能研究概況17-20
• 1.3.1 電化學(xué)腐蝕研究方法概述17-19
• 1.3.2 耐腐蝕性能研究現(xiàn)狀概述19-20
• 1.4 選題依據(jù)及主要研究?jī)?nèi)容20-22
• 1.4.1 選題依據(jù)20-21
• 1.4.2 主要研究?jī)?nèi)容21-22
• 第二章 實(shí)驗(yàn)研究方法與樣品表征手段22-26
• 2.1 實(shí)驗(yàn)裝置與實(shí)驗(yàn)參數(shù)22-23
• 2.2 樣品的表征手段23-26
• 2.2.1 X射線衍射分析23-24
• 2.2.2 樣品表面形貌分析24
• 2.2.3 微觀組織結(jié)構(gòu)分析24
• 2.2.4 顯微硬度測(cè)試24
• 2.2.5 摩擦磨損測(cè)試24-25
• 2.2.6 腐蝕性能測(cè)試25-26
• 第三章 強(qiáng)流脈沖電子束作用下Zr-702的微觀結(jié)構(gòu)及性能26-41
• 3.1 引言26
• 3.2 實(shí)驗(yàn)材料及方法26-27
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析27-38
• 3.3.1 X射線衍射分析27-29
• 3.3.2 表面形貌分析29-32
• 3.3.3 橫截面分析32-33
• 3.3.4 TEM觀察與分析33-34
• 3.3.5 顯微硬度分析34-35
• 3.3.6 腐蝕性能分析35-38
• 3.4 腐蝕性能測(cè)試結(jié)果討論38-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 第四章 強(qiáng)流脈沖電子束作用下Zr-4 合金的微觀結(jié)構(gòu)及性能41-56
• 4.1 引言41
• 4.2 實(shí)驗(yàn)材料及方法41-42
• 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析42-53
• 4.3.1 X射線衍射分析42-43
• 4.3.2 表面形貌分析43-47
• 4.3.3 橫截面分析47-48
• 4.3.4 TEM觀察與分析48-49
• 4.3.5 顯微硬度及磨損量分析49-51
• 4.3.6 腐蝕性能分析51-53
• 4.4 腐蝕性能測(cè)試結(jié)果討論53-55
• 4.5 本章小結(jié)55-56
• 第五章 結(jié)論56-58
• 參考文獻(xiàn)58-65
• 致謝65-66
• 在讀期間發(fā)表論文情況66

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1 李玉儒;裴大榮;;Zr-4合金的脈沖鎢極氬弧焊[J];焊接;1992年12期

2 白新德,劉曉陽(yáng),安錦,金兆熊,陳寶山,伍志明,劉芳言,童慎修;電子束焊接Zr-4合金管在腐蝕工況下產(chǎn)生異常藍(lán)色氧化膜的微觀成分和結(jié)構(gòu)分析[J];稀有金屬材料與工程;2003年09期

3 呂培成,佟學(xué)文,楊世忠,田振業(yè),王光盛;加工工藝對(duì)Zr-4合金管材氫化物取向的影響[J];中國(guó)核科技報(bào)告;1989年00期

4 段曉鴿;趙西成;張聰慧;蘭新哲;何曉梅;;表面機(jī)械研磨處理后Zr-4合金的組織與性能[J];機(jī)械工程材料;2009年04期

5 ;矯直應(yīng)力對(duì)Zr-4管氫化物再取向的影響[J];上海有色金屬;1978年05期

6 蔣有榮,周邦新,楊敏華;Zr-4板中氫化物應(yīng)力再取向的研究[J];核動(dòng)力工程;1993年04期

7 胡石林;;Zr-4合金與水質(zhì)相容性的電化學(xué)研究[J];中國(guó)原子能科學(xué)研究院年報(bào);1989年00期

8 王蕊寧;奚正平;趙永慶;戚運(yùn)連;;Zr-4合金的熱變形組織和機(jī)理分析[J];金屬熱處理;2007年06期

9 孫偉明,沈妙其,任欣,姚偉達(dá),張康達(dá);Zr-4合金常溫疲勞性能的試驗(yàn)研究[J];核動(dòng)力工程;1999年03期

10 葉裕明;蔡力勛;李聰;;Zr-4合金小試樣高溫疲勞行為研究[J];核動(dòng)力工程;2006年03期

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1 姚美意;周邦新;李強(qiáng);劉文慶;王樹安;黃新樹;;Zr(Fe,Cr)_2第二相對(duì)Zr-4合金腐蝕時(shí)吸氫行為影響的研究[A];2006全國(guó)核材料學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2006年

2 任春燕;王蘭芳;馬榮國(guó);張篤懷;;Zr-4合金管狀殘料回收熔煉φ350mm鑄錠工藝研究[A];中國(guó)有色金屬學(xué)會(huì)——第二屆青年論壇學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2004年

3 彭建財(cái);盛鐘琪;李聰;;Zr-4合金在乏燃料后處理模擬溶液中的腐蝕行為[A];中國(guó)核學(xué)會(huì)核材料分會(huì)2007年度學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2007年

4 黃學(xué)偉;蔡力勛;;薄片漏斗試樣的應(yīng)變等效換算與Zr-4合金疲勞壽命估算[A];第七屆全國(guó)MTS材料試驗(yàn)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（二）[C];2007年

5 王斐;溫榜;冷茂林;周云;;熱處理對(duì)Zr-4合金堆內(nèi)腐蝕與吸氫行為影響的研究[A];中國(guó)核科學(xué)技術(shù)進(jìn)展報(bào)告（第二卷）——中國(guó)核學(xué)會(huì)2011年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集第4冊(cè)（核材料分卷、同位素分離分卷、核化學(xué)與放射化學(xué)分卷）[C];2011年

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1 楊s，

本文編號(hào)：524186