本文關鍵詞：強流脈沖電子束作用下Zr-702和Zr-4合金的微觀結構及性能

  更多相關文章： 強流脈沖電子束(HCPEB) Zr-702 Zr-4合金 微觀結構 硬度 磨損率 耐腐蝕性能

【摘要】：本文利用“Nadezhda-2”型強流脈沖電子束(HCPEB)裝置對Zr-702及Zr-4合金進行了表面輻照處理。利用X射線衍射儀(XRD)、光學顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)及透射電子顯微鏡(TEM)對輻照前后樣品的表面形貌和微觀組織結構變化進行了詳細的表征,利用顯微硬度計對輻照前后兩種材料的表面硬度變化進行了測試,利于摩擦磨損試驗機對輻照前后Zr-4合金表面的磨損率進行了測試,此外還利用電化學阻抗譜(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,并著重對腐蝕機理做了相應的研究。利用HCPEB對Zr-702樣品進行表面輻照后,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、微孔及超細結構(包括超細馬氏體結構及超細晶結構)。TEM觀察結果表明,HCPEB輻照后樣品表層形成了高密度位錯和變形孿晶結構。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。耐腐蝕性能測試結果表明,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。我們認為超細結構、馬氏體相變、表面微孔、位錯和變形孿晶是硬度和耐腐蝕性提高主要的原因。利用HCPEB對Zr-4合金樣品進行表面輻照后,觀察到的表面形貌及微觀組織結構與在Zr-702中觀察到的類似,但又略有不同:對于工業(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構。此外,XRD、SEM及TEM觀察結果均表明,HCPEB輻照后表層的Zr(Fe,Cr)2第二項顆粒固溶到了基體當中。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。耐腐蝕性能測試結果表明,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,第二相顆粒的過飽和固溶對Zr-4合金性能的提升起到了至關重要的作用。
【關鍵詞】：強流脈沖電子束(HCPEB) Zr-702 Zr-4合金 微觀結構 硬度 磨損率 耐腐蝕性能
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG146.414
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 緒論11-22
• 1.1 強流脈沖電子束表面改性技術11-14
• 1.1.1 強流脈沖電子束表面改性概述11-13
• 1.1.2 強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用16-17
• 1.3 強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)及主要研究內容20-22
• 1.4.1 選題依據(jù)20-21
• 1.4.2 主要研究內容21-22
• 第二章 實驗研究方法與樣品表征手段22-26
• 2.1 實驗裝置與實驗參數(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 微觀組織結構分析24
• 2.2.4 顯微硬度測試24
• 2.2.5 摩擦磨損測試24-25
• 2.2.6 腐蝕性能測試25-26
• 第三章 強流脈沖電子束作用下Zr-702的微觀結構及性能26-41
• 3.1 引言26
• 3.2 實驗材料及方法26-27
• 3.3 實驗結果及分析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 腐蝕性能測試結果討論38-40
• 3.5 本章小結40-41
• 第四章 強流脈沖電子束作用下Zr-4 合金的微觀結構及性能41-56
• 4.1 引言41
• 4.2 實驗材料及方法41-42
• 4.3 實驗結果及分析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 腐蝕性能測試結果討論53-55
• 4.5 本章小結55-56
• 第五章 結論56-58
• 參考文獻58-65
• 致謝65-66
• 在讀期間發(fā)表論文情況66

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本文編號：524186