【摘要】：為了研究熱處理工藝對Zr-1Nb-xY(x=0,0.4,0.7,1.0,質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)合金顯微組織與耐腐蝕性能的影響,將Zr-1Nb-xY合金樣品進(jìn)行580℃×10 h退火、冷軋以及β相淬火三種熱處理,然后進(jìn)行電位極化曲線的測量,并且結(jié)合掃描電鏡和X射線衍射研究其顯微組織。結(jié)果表明:無論采用何種熱處理工藝,Zr-1Nb-xY合金的耐腐蝕性能都會隨著合金元素Y含量的增加而降低。合金中形成了尺寸較大(300~700 nm)含有Y元素的第二相粒子,這些第二相粒子降低了鋯合金的耐腐蝕性能。
【圖文】：

》2015年12月第44卷第24期火態(tài)樣品；第二組不再進(jìn)行任何熱處理，為冷軋態(tài)樣品；第三組在1150℃保溫30min后水淬，為保證冷卻速度將石英管在水中打破，為淬火態(tài)樣品。采用三電極系統(tǒng)測試電化學(xué)極化曲線，所用溶液為10%HCl，Zr-1Nb-xY合金樣品為工作電極，，鉑片為輔助電極，飽和甘汞電極為參比電極。XRD、SEM以及EDS檢測來觀察與分析Zr-1Nb-xY合金的微觀組織結(jié)構(gòu)。為了觀察樣品組織形貌，樣品要經(jīng)過SiC水砂紙打磨、機(jī)械拋光以及化學(xué)侵蝕，侵蝕液為10%HF+45%H2NO3+45%H2O。2結(jié)果與討論2.1電化學(xué)腐蝕試驗(yàn)圖1為經(jīng)過三種不同熱處理Zr-1Nb-xY合金在10%HCl溶液中的極化曲線，從極化曲線得出的自腐蝕電流密度列于表1。由圖1(a)可看出，隨退火態(tài)合金樣品中Y合金元素含量的增加，自腐蝕電流密度增大，表明退火態(tài)的Zr-1Nb-xY合金隨合金元素Y含量的增加其耐腐蝕性能有所減弱。從自腐蝕電位變化的角度看，Zr-1Nb-0.4Y的自腐蝕電位相對于Zr-1Nb有所增大，但是自腐蝕電流密度更能準(zhǔn)確地體現(xiàn)樣品的耐腐蝕性能，因此可以得出退火態(tài)樣品中Zr-1Nb合金的耐腐蝕性能最好。從圖1(b)、(c)以及表1可以看出，三組熱處理樣品有相同的規(guī)律，Zr-1Nb-xY合金極化曲線的自腐蝕電流密度都是隨Y元素含量的增加而增大的，合金中Y元素含量越高合金樣品耐腐蝕性能越弱。以上試驗(yàn)表明，Y元素對鋯鈮合金的耐腐蝕性能是不利的。2.2淬火態(tài)Zr-1Nb-xYXRD圖譜圖2為經(jīng)β相水淬處理后Zr-1Nb-xY合金的XRD圖譜�？煽闯�，含0.7%和1%Y元素的淬火態(tài)樣品中發(fā)現(xiàn)了Y2O3的特征峰，并且Y2O3的特征峰也隨Y含量的增加變的更加明顯。因此可以推斷出Y的析出相是以氧化物的形式存在于合金中，并且隨這種第二相粒子含量的提高，合金的耐腐蝕性能也隨之

Zr-1Nb-xY合金隨合金元素Y含量的增加其耐腐蝕性能有所減弱。從自腐蝕電位變化的角度看，Zr-1Nb-0.4Y的自腐蝕電位相對于Zr-1Nb有所增大，但是自腐蝕電流密度更能準(zhǔn)確地體現(xiàn)樣品的耐腐蝕性能，因此可以得出退火態(tài)樣品中Zr-1Nb合金的耐腐蝕性能最好。從圖1(b)、(c)以及表1可以看出，三組熱處理樣品有相同的規(guī)律，Zr-1Nb-xY合金極化曲線的自腐蝕電流密度都是隨Y元素含量的增加而增大的，合金中Y元素含量越高合金樣品耐腐蝕性能越弱。以上試驗(yàn)表明，Y元素對鋯鈮合金的耐腐蝕性能是不利的。2.2淬火態(tài)Zr-1Nb-xYXRD圖譜圖2為經(jīng)β相水淬處理后Zr-1Nb-xY合金的XRD圖譜�？煽闯觯�0.7%和1%Y元素的淬火態(tài)樣品中發(fā)現(xiàn)了Y2O3的特征峰，并且Y2O3的特征峰也隨Y含量的增加變的更加明顯。因此可以推斷出Y的析出相是以氧化物的形式存在于合金中，并且隨這種第二相粒子含量的提高，合金的耐腐蝕性能也隨之降低。2.3顯微組織圖3為經(jīng)不同熱處理后Zr-1Nb-xY合金SEM形貌與第二相粒子的EDS分析。圖3(a)組織中只有呈小顆粒團(tuán)簇形貌的第二相粒子，這些第二相粒子尺Zr-1NbZr-1Nb-0.4YZr-1Nb-0.7YZr-1Nb-1.0Y(a)退火(b)冷軋(c)淬火Zr-1NbZr-1Nb-0.4YZr-1Nb-0.7YZr-1Nb-1.0YZr-1NbZr-1Nb-0.4YZr-1Nb-0.7YZr-1Nb-1.0Y0-5-100-5-100-5-10-0.8-0.40.00.40.8-0.8-0.40.00.40.8-0.8-0.40.00.40.8lgo(I/A·cm-2)lgo(I/A·cm-2)lgo(I/A·cm-2)ESCE/VESCE/VESCE/V圖1不同熱處理Zr-1Nb-xY樣品極化曲線Fig.1Polarizationcurvesofthespecimenswithdifferentheattreatment表1Zr-1Nb-xY合金的自腐蝕電流密度Tab.1Corrosioncurrentdens
【作者單位】： 北京科技大學(xué)物理系;
【分類號】：TG146.414

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本文編號：2529552