為了研究不同鍛造工藝對Zr-4合金管材組織及性能的影響,基于1火次鍛坯,分別在α相區(qū)、（α+β）相區(qū)和β相區(qū)進行2火次鍛造,經(jīng)歷相同的淬火、擠壓、軋制及熱處理工序后,獲得3種Φ63. 5 mm×10. 9 mm管坯,利用OM、SEM、TEM和EBSD分析了管材試樣的顯微組織,在靜態(tài)高壓釜中進行了500℃和400℃/10. 3 MPa蒸汽腐蝕試驗,借助室溫、高溫（380℃）拉伸試驗,對比了試樣的力學性能。結(jié)果表明:2火次采用低溫α相區(qū)鍛造工藝,可加大鍛坯組織破碎程度,實現(xiàn)最終管材的晶粒組織細化,從而提高了拉伸性能;第二相粒子主要沿晶界分布,晶粒細化后形成更多晶界,明顯增加了第二相粒子數(shù)量,也在一定程度上改善了其分布均勻性;同時,低溫鍛造下的坯料表層獲得更大變形,密排六方結(jié)構(gòu)的管材晶粒取向發(fā)生變化,耐腐蝕性能更優(yōu)的試樣的柱面法向垂直于管材軋制方向。第二相粒子和織構(gòu)兩個方面因素的共同作用,使得Zr-4合金管材的耐腐蝕性能顯著提升。 

【文章來源】：鍛壓技術(shù). 2020,45(05)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

Φ63.5mm×10.9mm管坯拉伸試驗取樣示意圖(a)取樣位置(b)拉伸試樣尺寸Fig.1SchematicdiagramsoftensiletestsamplingforΦ63.5mm×10.9mmtubebillet

圖1Φ63.5mm×10.9mm管坯拉伸試驗取樣示意圖(a)取樣位置(b)拉伸試樣尺寸Fig.1SchematicdiagramsoftensiletestsamplingforΦ63.5mm×10.9mmtubebillet(a)Samplinglocations(b)Dimensionsoftensilesamples為對比2火次鍛造工藝對Φ63.5mm×10.9mm圖2不同溫度下淬火后的Zr-4合金鑄錠原料相變點測試結(jié)果(a)800℃(b)830℃(c)850℃(d)940℃(e)970℃(f)980℃Fig.2TestresultsofphasetransformationpointsforZr-4alloyingotafterquenchingunderdifferenttemperatures管坯耐腐蝕性能的影響，沿管坯軋向取13mm寬度環(huán)狀試樣，按照ASTMG2/G2M—2011［15］，分別在ＲCSH型3.5L靜態(tài)高壓釜中開展500℃/10.3MPa/8h和400℃/10.3MPa/220d高溫蒸汽下的腐蝕試驗，通過比較腐蝕樣品外觀、增重以及氧化膜厚度，研究2火次鍛造工藝帶來的“遺傳”影響。2結(jié)果與討論2.1鑄錠原料相變點分析圖2為利用金相法測試獲得的鑄錠原料在不同溫度下淬火處理的顯微組織照片。由圖2可見:800℃下，試樣中全為等軸狀的α-Zr晶粒;溫度升至830℃時，在α-Zr晶粒邊界處開始出現(xiàn)少量的β-Zr;繼續(xù)升溫至850℃后，晶界處的β-Zr數(shù)量明顯增多;940℃時，原始α-Zr晶粒所占面積分數(shù)已明顯減少，而新生β-Zr則不斷增加;970℃時，情況已完全相反，只能在β-Zr晶界處觀察到少量的α-Zr;980℃后，試樣中全為β-Zr晶粒。由此可判斷，本文試驗用鑄錠原料的下相變點(α相(α+β)相)約為820～840℃，上相變點((α+β)相β相)約為960～980℃。亦即:當

ryforgingprocesses項目2火次鍛造工藝屈服強度/MPa抗拉強度/MPa室溫拉伸(25℃)α相區(qū)－800℃395，392，400572，575，580(α+β)相區(qū)－900℃379，380，385558，560，565β相區(qū)－1050℃360，365，370540，545，550高溫拉伸(380℃)α相區(qū)－800℃141，145，150244，250，255(α+β)相區(qū)－900℃124，130，135231，235，240β相區(qū)－1050℃114，120，125221，225，230圖3不同鍛造工藝對應的鍛坯和管坯表層金相組織對比(a)800℃－鍛坯(b)900℃－鍛坯(c)1050℃－鍛坯(d)800℃－管坯(e)900℃－管坯(f)1050℃－管坯Fig.3Comparisonofmicrostructuresinsurfacelayerbetweenforgingbilletsandtubebilletscorrespondingtodifferentforgingprocesses(a)800℃-forgingbillet(b)900℃-forgingbillet(c)1050℃-forgingbillet(d)800℃-tubebillet(e)900℃-tubebillet(f)1050℃-tubebillet至1050℃，拉伸試樣的屈服強度Ｒp0.2從(145±5)MPa降至(120±5)MPa，抗拉強度Ｒm亦由(250±5)MPa降為(225±5)MPa。這說明，2火次鍛造溫度采用低溫800℃工藝，可顯著提升最終Φ63.5mm×10.9mm管坯的拉伸性能。不同2火次鍛造工藝引起的管坯力學性能差異主要與其微觀晶粒尺寸的“遺傳”影響有關。圖3跟蹤對比了3種鍛造工藝制備的鍛坯和管坯表層晶粒組織。隨著鍛造溫度從α相區(qū)－800℃提高至β相區(qū)－1050℃，

【參考文獻】：
期刊論文
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