Zr-4合金的疖状腐蚀性能与显微组织的关系

为弄清Zr-4合金的疖状腐蚀性能与其经不同热处理工艺制度处理之后得到的显微组织间的关系,用4种不同的热处理工艺制度对Zr-4合金进行了热处理,然后连同原材料一道进行了在500℃,10．3MPa的过热蒸气内8h的腐蚀试验．测定了腐蚀增重后,用透射电子显微镜（TEM）分析了它们的显微组织及对应疖状腐蚀情况,用电子衍射标定了该合金的第二相粒子（SPP）,找出了显微组织与疖状腐蚀的关系,从而确定出影响Zr-4合金耐疖状腐蚀性能根本的原因是基体α-Zr中Fe和Cr等合金元素的过饱和固溶量的差异．     

热处理对Zr-4合金耐疖状腐蚀性能的影响

研究了不同热处理制度对Zr－4合金的耐疖状腐蚀性能的影响规律．实验结果表明：在高于该合金的α相区温度或α＋β双相区温度条件下，保温时间和冷却速度不变，提高加热温度，Zr-4合金的耐疖状腐蚀性能增强；加热温度和冷却速度不变，延长热处理保温时间，Zr-4合金的耐疖状腐蚀性能降低，疖斑增多；加热温度和保温时间不变，随着冷却速度的加快，Zr-4合金的耐疖状腐蚀性能增强，但冷却速度继续加快，该项性能增强并不明显，使冷却速度和耐疖状腐蚀性能的关系曲线上出现一个转折点．     

Zr-4合金薄板的织构与耐疖状腐蚀性能的关系

采用500 ℃/10.3 MPa过热蒸汽中腐蚀的方法,研究热处理及织构取向对Zr-4合金薄板耐疖状腐蚀性能的影响.样品在820 ℃-1 h加热快冷后,晶粒发生长大,得到了集中的 (0001)［11 20］和 (0001)［10 10］织构,这时耐腐蚀性能比较好的（0001）面基本平行于轧面,而样品四周的侧面是耐腐蚀性能较差的(11 20)和(10 10)面.样品经过这样热处理后,增加了Fe和Cr合金元素在 α-Zr中的过饱和固溶含量,提高了样品轧面的耐疖状腐蚀性能,但是样品的侧面上仍然会出现疖状腐蚀现象.耐疖状腐蚀性能的好坏与织构的晶体取向有关,只有当样品在1 000 ℃ β 相加热快冷,使 Fe和Cr合金元素在 α-Zr中的过饱和固溶含量进一步得到提高后,才能完全抑制疖状腐蚀现象.     

Zr-4合金板材耐疖状腐蚀性能不均匀的问题

某些批次工业生产的Zr-4合金板材表面上出现了数毫米宽、数十毫米长的光亮程度不同的明亮条纹.利用静态高压釜腐蚀实验、微区成分分析以及织构测定等方法,研究了出现明亮条纹的原因及其对合金材料耐腐蚀性能的影响.实验结果表明:明亮条纹区中Fe和Cr合金元素的含量略高于其周边区域,并且(0001)织构取向因子(fN)也较大;在500℃过热蒸汽中腐蚀3 h后,明亮条纹区的耐疖状腐蚀性能明显优于其周边区域.分析认为,这种明亮条纹以及耐疖状腐蚀性能不均匀的现象是由于Fe,Cr合金元素分布不均匀以及织构取向因子存在差别引起的,而铸锭成分的不均匀是其产生的根本原因.     

锆合金腐蚀与防护研究进展

锆合金以其优异的核性能和生物相容性被广泛应用于民用发电反应堆、核动力航空母舰、核潜艇、空间飞行器的结构材料以及医用材料，在苛刻环境下服役的锆合金同样面临腐蚀失效的风险。由于材料本身服役环境的特殊性，使得锆合金腐蚀研究的模拟测试难度加大，诸多疑问难以得到有效解答。锆合金的腐蚀形式包括均匀腐蚀、疖状腐蚀、应力腐蚀以及微生物腐蚀，其腐蚀也受材料成分、热处理工艺、表面粗糙度、氧化膜成分、溶液的pH值、辐照、热流水化学环境以及温度等因素的影响，防护措施包括涂层和缓蚀剂等方式。为进一步改善锆合金的耐蚀性能，未来可从以下几方面展开研究：1)锆合金基体中固溶元素的浓度；2)第二相元素类型、晶粒尺寸及分布；3)氧化膜的生长机制；4)细菌附着方式和生物被膜生长行为等。     

添加微量Si对锆合金耐腐蚀性能的影响

通过高压釜腐蚀实验研究了添加微量Si(0.02%)对Zr-1Nb(质量分数,%)和Zr-1Nb-0.8Sn-0.38Fe-0.1Cr合金在400℃/10.3 MPa过热蒸汽和360℃/18.6 MPa/0.01 mol/L LiOH水溶液中耐腐蚀性能的影响.利用透射电子显微镜(transmission electron microscope,TEM)观察了合金的显微组织.结果表明:添加微量Si对Zr-1Nb合金在两种水化学条件下的耐腐蚀性能影响不大;添加微量Si会使Zr-1Nb-0.8Sn-0.38Fe-0.1Cr合金在400℃/10.3 MPa过热蒸汽中的耐腐蚀性能变差,但对其在360℃/18.6 MPa/0.01 mol/L LiOH水溶液中的耐腐蚀性能影响不大.这说明Si对不同的合金在不同水化学条件下耐腐蚀性能的影响规律是不同的.在Zr-1Nb和Zr-1Nb-0.8Sn-0.38Fe-0.1Cr中添加0.02%Si后分别发现了尺寸较大的Zr5Si4第二相(second phase particles,SPPs)和Zr(Nb,Fe,Cr,Si)2第二相,这会对锆合金的耐腐蚀性能产生不利影响.     

包壳相关行为对严重事故进程的影响分析

严重事故工况下,锆合金包壳与水剧烈反应,产生氢气并释放大量热量,会导致堆芯熔化。熔化的锆合金包壳发生共晶反应,二氧化铀与二氧化锆在低于其熔点时发生熔化,将对堆芯熔毁事故进程产生显著影响。本文使用一体化严重事故分析程序,研究百万千万级压水堆核电站发生全场断电叠加破口事故下,包壳行为对严重事故进程的影响。分析结果表明,锆水反应精细化计算模型修改后,全场断电叠加大破口事故下堆芯产氢量减少24.1 Kg;共晶反应能够加速熔融物向下封头迁移同时延长堆芯失效时间。     

新型β型Zr-20Nb-7Ti合金的抗腐蚀磨损氧化层制备及其性能研究

为了解决在临床上钛及钛合金存在与人体骨骼、牙齿弹性模量不匹配和不耐磨等问题,开发低弹性模量耐磨耐腐蚀的生物医用合金,将新型β型Zr-20Nb-7Ti合金在550℃下进行热氧化处理15、30、45、60 min。通过SEM图片观察合金氧化层形貌,结果发现,Zr-20Nb-7Ti合金在550℃下热氧化处理30 min后其合金表面原位生长出一层厚度为8.1μm高表面光洁度的氧化层,热氧化之后Zr-20Nb-7Ti合金的表面硬度从267HV上升到934 HV。对热氧化前后的Zr-20Nb-7Ti合金在人工唾液中进行电化学腐蚀试验,结果显示,热氧化处理后Zr-20N-7Ti合金的腐蚀电位从-0.489 39V上升到-0.271 21 V,腐蚀电流从0.731 04μA/cm2下降到0.054 15μA/cm2,腐蚀速率从0.813 18μm/a下降到0.059 87μm/a。在人工唾液中,采用销盘摩擦磨损试验机对热氧化前后的Zr-20Nb-7Ti合金进行磨损性能测试,结果发现,热氧化后的Zr-20Nb-7Ti的摩擦系数从0.60下降到0.23,磨损失重从26.39 mg下降到0.31 mg。实验结果表明,在550℃下对Zr-20Nb-7Ti合金进行热氧化处理30 min得到的氧化层改善了材料的耐磨性和耐腐蚀性,热氧化后Zr-20Nb-7Ti合金符合生物医用合金的使用要求。     

Zr-0.70Sn-0.35Nb-0.30Fe-xS合金在360℃LiOH水溶液中的耐腐蚀性能

通过高压釜腐蚀实验研究了添加微量S对Zr-0.70Sn-0.35Nb-0.30Fe(质量分数,%)合金在360℃/18.6 MPa/0.01 mol/L LiOH水溶液中耐腐蚀性能的影响.利用透射电子显微镜(transmission electron microscope,TEM)和扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)观察和分析了合金及腐蚀后氧化膜的显微组织.结果表明:在Zr-0.70Sn-0.35Nb-0.30Fe合金中添加5～570μg/g的S后,合金的耐腐蚀性能下降,且随着S含量的增加恶化趋势显著.S的表面偏聚、尺寸较大的Zr9S2和Zr3Fe第二相的析出,加速了氧化膜中缺陷扩散凝聚形成孔隙和微裂纹的演化过程,导致Zr-0.70Sn-0.35Nb-0.30Fe-x S合金的耐腐蚀性能较差.     

中子辐照对锆合金显微组织的影响研究进展

作为反应堆的第一道安全屏障,锆合金包壳材料的显微组织一直是国内外的研究热点。针对目前国内外在中子辐照对锆合金显微组织的影响研究领域现状进行了综述,总结了现有研究的不足并提出了对未来研究方向的建议:采用微观分析手段,针对不同中子注量下锆合金包壳的第二相、氢化物和氧化膜展开研究,获得其在实际使用工况下的演变规律,为我国锆合金包壳材料的优化改进提供支撑。     

Zr-4合金管砂带随形磨削实验分析

采用3种不同磨料的砂带对Zr-4合金管进行了磨削工艺试验,探究了磨粒与工件间的交互创成机理,得到了Zr-4合金材料砂带磨削过程中材料去除率和表面粗糙度的主要影响因素。借助先进的测试设备,对磨削后的砂带磨粒磨损形貌、工件表面形貌进行了观测,并对Zr-4合金表面烧伤层金相组织及显微硬度变化规律做了分析研究。试验结果表明：砂带线速度、磨削压力、接触轮硬度和磨料种类对材料去除率和表面粗糙度均有较大的影响,其中砂带线速度影响最为显著;锆刚玉和氧化铝磨粒的粘附磨损较为严重,碳化硅磨粒主要以磨耗磨损为主;工件烧伤时材料表层金相组织发生变化,使得Zr-4合金物理机械性能下降。试验及研究结果为寻求高效、高精度Zr-4合金砂带磨削加工工艺提供了试验和理论依据。     

一种关于熔化情况下锆-4合金包壳管氧化物膜厚度变化估计的计算公式

已有的研究表明,核反应堆堆内温度超过元件包壳熔点时,锆—4合金与蒸汽反应在包壳表生成的ZrO_2氧化膜将对Zr—4合金熔体起到一定的保护作用。因此这层氧化膜的厚度及完整性对于堆芯元件过热及流动导致的反应堆事故具有极重要的影响。本文假定氧的扩散是ZrO_2氧化膜厚变化的控制因素,通过解扩散方程,建立了对在这种情况下ZrO_2膜厚度变化进行估计时的计算公式。     

压水堆核电站二回路腐蚀类型与防腐管理

压水堆核电站主要由一回路、二回路以及辅助系统组成,其中腐蚀主要发生在二回路及辅助系统。其设备部件及水汽管道在与水汽长期接触的过程中,不可避免地会发生不同形式的腐蚀。本文介绍了压水堆核电站二回路腐蚀类型,包括点蚀、晶间应力腐蚀、海水腐蚀等,简述了核电站全寿期防腐管理下,各阶段的主要管理内容。     

水化学和腐蚀温度对锆合金氧化膜中压应力的影响

在不同水化学条件下,对Zr-4和N18管状样品进行腐蚀实验,然后用氧化膜卷曲法测量腐蚀样品氧化膜中的压应力,研究腐蚀温度、水化学对氧化膜中压应力随厚度变化的影响规律.实验结果表明,Zr-4和N18样品氧化膜中的压应力均按360℃去离子水>400℃过热蒸汽>360℃L iOH水溶液的顺序依次减小.在360℃L iOH水溶液中腐蚀时,氧化膜中的压应力最低,这与L i+和OH-会渗入氧化膜,降低氧化锆表面自由能,从而加速氧化膜中空位的扩散凝聚、孔隙的形成和微裂纹发展的过程有关.高温使空位的扩散加快,促进了氧化膜中压应力的弛豫过程.     

汽车维护与常见故障诊断排除

汽车在行驶时会受到摩擦、震动、冲击以及自然环境等各种运动条件的影响,其部件、零件会产生程度不同的磨损、松动、疲劳、变形、老化、腐蚀以及损伤,引起技术状态的恶化。随着行驶里程的不断增加,故障率会增加,使得汽车的动力性、经济性和可靠性下降,甚至有可能危及行车安全,出现机械事故或交通事故。     

铝壳锂离子电池壳体腐蚀的研究

对锂离子的壳电压进行了研究,并利用极化曲线、ICP和SEM等测试方法分析了铝壳锂离子电池壳体发生腐蚀的原因。结果表明:铝壳锂离子电池的正极与壳体间的电位差较大时,锂离子会嵌入铝壳中,形成松散的锂铝合金,使铝壳发生腐蚀,甚至造成电池漏液;锂离子电池内部流动的电解液越多,电池发生壳体腐蚀的可能性就越大。为了防止电池发生壳体的内部腐蚀,应尽量将锂离子电池正极与铝壳的电位差降低至1,000,m V以内,并且在保证电池性能的基础上降低流动电解液的含量。     

高炉气密箱循环冷却系统在线改造技术

气密箱是高炉炉顶最重要的设备，采用气封水冷的循环冷却方式冷却，循环水中混合大量CO气体，腐蚀普通碳钢管导致大面积泄漏发生，严重影响了气密箱的冷却效果，在不影响高炉正常生产的前提下通过合理的改造流程，采用不锈钢管置换普通碳钢管，解决了循环水腐蚀泄漏问题。     

Ni-24.56wt%Fe-x Al合金在NaCl-MgCl2熔化——凝固循环条件下腐蚀行为研究

为了解决熔融氯化盐作为太阳能“中—高温相变储热介质”对现有金属管道和容器材料腐蚀的问题,本文研究了合金元素Al质量分数分别为3%、5%、8%的3种Ni-24. 56wt%Fe-x Al合金在520℃—室温循环条件下NaCl-53. 61wt%MgCl2中腐蚀行为,研究腐蚀后试样表面及横截面的形貌特征,并探讨腐蚀机理。结果表明:3种试样表面均形成了MgO和MgAl2O4,但3Al和5Al试样均发生均匀腐蚀,表面组织疏松,氧化物易于脱落,试样耐蚀性较差; 8Al试样因富Al的ε相被优先腐蚀而形成腐蚀孔隙,MgAl2O4和MgO嵌入试样基体,增加表面氧化壳和基体的附着性,对试样起到一定的保护性。所以,8Al合金较适宜作为储热容器和管道的候选材料。     

微观组织和pH对Mg-Gd-Y-Zr镁合金酸雨腐蚀的影响

为探求Mg-Gd-Y -Zr合金板在酸雨环境下的腐蚀情况,采用析氢法、极化曲线、交流阻抗、扫描电镜、X线衍射仪等手段研究Mg-Gd-Y-Zr T6态合金板在不同pH酸雨中的腐蚀行为.研究结果表明:酸雨pH越低,腐蚀孕育期愈短,腐蚀电位负移,该合金板的腐蚀速率愈大;合金板在酸雨中浸泡初期腐蚀速率较快,以局部腐蚀为主;腐蚀孕育期镁合金板中α相溶解及腐蚀产物的堆积导致合金腐蚀速率减慢,表现为均匀腐蚀;当具有部分保护作用的氢氧化镁膜破裂时,腐蚀加速,出现大量点蚀坑;初期的腐蚀产物主要是氢氧化镁和氧化镁,随空气中二氧化碳在酸雨中的溶解,最终形成花瓣状的Mg5(CO3)4(OH)2-5H2O.     

继电保护相关问题探讨

组合电器式开关直流回路寄生会造成当发生直流接地在断空开时接地不消除或接地发生转换,严重时可能会引起误动作;两路直流系统寄生会使绝缘监察装置误报接地告警信号;切换母线电源与电度切换电源回路共用切换回路会造成直流回路寄生;开关操作回路中交直流回路共同布线当交流回路发生烧毁时会造成开关跳闸;中性点不接地系统PT一次接地端未接好会造成PT二次回路电压畸变;SF6开关在发生直流接地或直流系统波动较大时会引起母联开关正常运行时跳闸。