元素Y對FeCrAl合金組織與性能的影響
【學(xué)位單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TG141
【部分圖文】：
圖 1.1 LMFBR 堆芯及其構(gòu)件Fig. 1.1 The reactor core and structural component of LMFBR中燃料組件中所用的結(jié)構(gòu)材料主要要求是：①在高溫下可靠運的輻照損傷；③與燃料和冷卻劑有好的相容性；④低的中子寄為正在運行的快增殖堆所用的的燃料和包殼材料[6]。可見，燃料殼材料是 316 不銹鋼或者類似 316 不銹鋼。因為這種材料基本承受 700℃高溫和輻照劑量高達 1023n/cm2（E＞0.1MeV）。料維持燃料棒的完整，防止放射性物質(zhì)逸入冷卻劑中，是放射同時又將燃料與冷卻劑分隔開。在燃料組件設(shè)計時，燃料棒包殼燃料棒是封閉式結(jié)構(gòu)，裂變氣體產(chǎn)物全部釋放到燃料棒的內(nèi)腔里棒內(nèi)壓力逐漸增加，當(dāng)燃耗到達設(shè)計目標(biāo)時，要求由包殼承受壓過材料的允許壓力；包殼外表面受冷卻劑的腐蝕，內(nèi)表面受裂蝕，都使包殼的有效厚度減少，這種厚度的減少必然引起包殼
圖 1.2 LMFBR 燃料棒在反應(yīng)堆運行中發(fā)生的各種現(xiàn)象1.2 Various phenomena occurring in the operation of the LMFBR fuel rod in the nuclear 之前的研究生中發(fā)現(xiàn)，鋯合金和300系列的不銹鋼暴露在800-1200℃、0.3環(huán)境下，當(dāng)溫度達到 1200℃時材料的腐蝕情況相當(dāng)嚴重[9]。FeCrAl 合金汽環(huán)境中具有良好的抗氧化性能[10]。合金表面的氧化鋁薄膜的有效保護 1475℃，接近了其液相線溫度（約 1500℃）[11]。由于其表面致密的氧化鋁效地阻礙外界環(huán)境對金屬基體的腐蝕作用，且其氧化鋁薄膜具有良好的況下不會發(fā)生脫落等情況[12]。并且當(dāng) FeCrAl 合金中加入元素釔（Y）時分布在 Fe-Y 相中，F(xiàn)e-Y 相中鋁含量高于基體，鉻含量低于基體，該相沿Y 在合金基體中固溶甚微。氧化時，形成釔鋁復(fù)合氧化物，對氧化膜起到這是 Y 對改善鐵鉻鋁合金氧化膜粘著性的機理。另外，形成的復(fù)合氧化鉻鋁合金的高溫強度。由于 Y 元素的加入也使得合金的位錯密度有所升進鋁選擇氧化的原因之一[13]。
a.1200℃蒸汽環(huán)境氧化后增量 b.360℃加壓水的腐蝕增量圖 1.3 FeCrAl 合金在不同情況下的增重Fig. 1.3 Weight gain of the FeCrAl alloys after oxidation in a steam environment at 1200℃and corrosion in pressurized 360℃ water3 FeCrAl 合金的熱變形FeCrAl 合金的熱加工對合金最終使用性能有很重要的影響。熱變形過程中，會位錯滑移、攀移、增殖和交割等運動，使合金的組織形態(tài)發(fā)生很大變化；動態(tài)回復(fù)態(tài)再結(jié)晶對合金變形后的晶粒尺寸起到?jīng)Q定性的作用。因此，對合金熱變形的研究優(yōu)化材料的組織，控制和穩(wěn)定材料性能非常重要。熱模擬實驗是研究合金熱變形規(guī)律的基本方法。通過熱模擬實驗，可以得到材變形的應(yīng)力應(yīng)變曲線，分析應(yīng)力應(yīng)變曲線，反映合金熱變形規(guī)律，并與合金組織變關(guān)聯(lián)。.1 真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線應(yīng)力-應(yīng)變曲線是表征材料因變形產(chǎn)生的應(yīng)力與其對應(yīng)應(yīng)變之間的關(guān)系曲線，定
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