本文關(guān)鍵詞：激光熔凝復(fù)合處理對(duì)核燃料包殼Zr-1Nb合金微觀組織與耐蝕性能的影響

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【摘要】：隨著我國(guó)核電事業(yè)的快速發(fā)展,對(duì)核反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)材料的要求越來(lái)越高。鋯合金作為重要的核燃料包殼材料和結(jié)構(gòu)部件,需具有比較優(yōu)異的耐腐蝕性能及力學(xué)性能。為了進(jìn)一步增加核結(jié)構(gòu)材料的服役周期,本文采用激光熔凝+退火熱處理復(fù)合工藝,使得鋯合金表面改性以期達(dá)到理想的耐腐蝕性能。借助光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜儀(EDS)、X射線衍射(XRD)對(duì)鋯管表層進(jìn)行組織、成分及物相分析,采用探針式表面輪廓儀進(jìn)行表面粗糙度分析,并使用電化學(xué)工作站進(jìn)行耐腐蝕性能分析。結(jié)果表明:使用CO2激光器對(duì)核電鋯管進(jìn)行激光熔凝處理,鋯管熔凝層表層由兩層不同的組織組成,物相主要以α-Zr和少量ZrN0.28組成,激光熔凝的作用消除了鋯管表層織構(gòu)。激光熔凝處理能有效改善鋯管的表面粗糙度,有益于表面成型質(zhì)量。激光熔凝搭接區(qū)域晶粒較為粗大,易發(fā)生點(diǎn)蝕,這對(duì)鋯管耐腐蝕性能有一定負(fù)面影響。電化學(xué)測(cè)試中工藝參數(shù)為P=300W、V=200mm/min和P=150W、V=400mm/min的樣品耐蝕性較好,腐蝕電流比原始鋯管低一個(gè)數(shù)量級(jí),能有效改善鋯管的耐腐蝕性能。對(duì)經(jīng)激光熔凝處理后的鋯管進(jìn)行真空退火處理,改善激光熔凝搭接區(qū)域組織。退火溫度選擇475℃,保溫4h,表層物相主要由α-Zr組成,存在少量的m-ZrO2和ZrN0.28,能進(jìn)一步提高鋯管表面平整度。熱處理鋯管樣品的腐蝕電流值均低于原始鋯管樣品,且比對(duì)應(yīng)的激光熔凝樣品低。工藝參數(shù)為P=150W、V=400mm/min、T=475℃的樣品耐蝕性最好,工藝參數(shù)為P=300W、V=200mm/min、T=475℃和P=150W、V=500mm/min、T=475℃的樣品次之。電化學(xué)樣品表面均未發(fā)生點(diǎn)蝕,熱處理工藝能進(jìn)一步提高鋯管表面耐腐蝕性能。
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG174.44
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本文編號(hào)：1282533