姚美意
,
周邦新
,
李强
,
刘文庆
,
褚于良
稀有金属材料与工程
描述了用单片试样法研究合金成分对Zr-Sn-Nb-Fe-Cr系锆合金在350℃,LiOH水溶液和400℃蒸汽中耐腐蚀性能影响的结果.这种单片试样,类似于成分梯度材料,是用真空电子束焊接方法将成分不同的锆合金小条交替焊接而成.研究结果表明:在合金成分最优化的地方,经400℃过热蒸汽腐蚀120 d的增重与Zr-4相当;而经350℃,LiOH水溶液中腐蚀110 d后,耐腐蚀性能优于Zr-4,也略优于ZIRLO,E635等Zr-Sn-Nb-Fe系合金,与N18的耐腐蚀性能相当.这种合金的成分为Zr-1.1～1.4Sn-0.2～0.3Nb-0.12～0.2Fe-0.02～0.03Cr.在LiOH水溶液中腐蚀时,成分对锆合金耐腐蚀性能影响的规律显得更为复杂,合金成分的微小变化就可能引起耐腐蚀性能的明显差别,这或许还包含着合金元素过饱和固溶在α-Zr中产生的影响.用单片试样法研究成分对锆合金耐腐蚀性能的影响可以得到非常丰富的信息,便于发现耐腐蚀性能更优良的新锆合金.
关键词:
锆合金
,
耐腐蚀性能
,
单片试样法
周邦新
,
李强
,
刘文庆
,
姚美意
,
褚于良
稀有金属材料与工程
将Zr-4和成分接近ZIRLO的3#合金样品置于高压釜中,经过360℃,18.6 MPa的0.01 mol/L LiOH水溶液腐蚀1 50 d后,增重分别达到310 mg/dm2和82 mg/dm2,3#合金的耐腐蚀性能明显优于Zr-4.用透射电镜、扫描电镜和扫描探针显微镜研究了两种样品经过70 d和150 d腐蚀后,氧化膜不同深度处的显微组织和晶体结构;研究了氧化膜的断口形貌和氧化膜的表面形貌.结果表明:Zr-4氧化膜中的空位比3#合金氧化膜中的更容易通过扩散凝聚形成孔洞簇和晶界微裂纹,也容易发展成平行于氧化膜/金属界面的裂纹,导致腐蚀转折提早发生,这与Li+和OH-渗入氧化膜后降低氧化锆表面自由能的程度有关.从氧化膜表面晶粒形貌判断,Zr-4样品形成氧化锆后的表面自由能比3#合金样品形成氧化锆后的低,这是合金成分不同引起的一种差异,也可能是Zr-4样品在LiOH水溶液中的耐腐蚀性能比3#样品差的一个重要原因.
关键词:
锆合金
,
腐蚀
,
氧化膜
,
显微组织
,
水化学
王超
,
支玉明
,
盛敏奇
,
钟庆东
,
周国治
,
鲁雄刚
,
褚于良
腐蚀与防护
应用电位-电容测试和Mott-Schottky分析技术研究了AISI304不锈钢钝化膜在电解质溶液中的半导体性质.结果表明,不锈钢钝化膜在氢氧化钠溶液中,随着浸泡时间延长,半导体类型转变电位发生负移;在硫酸、硫酸钠两种溶液中转变电位无明显变化.随着腐蚀时间的延长,溶液中不锈钢钝化膜的载流子密度逐渐增加,其载流子密度在几种溶液中从小到大的顺序依次为硫酸钠,氢氧化钠,硫酸.不锈钢在三种溶液中的Mott-Schottky曲线均出现频率分化,其原因可能为钝化膜中载流子的产生-复合存在时间效应;在氢氧化钠溶液中,钝化膜腐蚀的主要原因为富铬层导电能力增强;在硫酸、硫酸钠两种溶液中,钝化膜腐蚀的主要原因为富铁层导电能力的增强.
关键词:
Mott-Schottky分析
,
不锈钢
,
腐蚀
,
载流子
,
时间效应
,
导电能力
周邦新
,
姚美意
,
李强
,
夏爽
,
刘文庆
,
褚于良
稀有金属材料与工程
把N18(NZ2)锆合金样品经过多种不同的热处理后,用高压釜在500℃,10.3 MPa过热蒸汽中进行腐蚀试验,研究了它们的耐疖状腐蚀性能.结果表明:无论是将样品加热到β相,α+β双相还是α相后,快冷还是缓冷,它们经过1100 h腐蚀后都没有出现疖状腐蚀.说明在Zr-Sn合金中再添加合金元素Nb后,对疖状腐蚀产生了"免疫性".样品在500℃过热蒸汽中的腐蚀增重动力学曲线仍可分为两个阶段,转折发生在氧化膜厚度大约为3 μm时.
关键词:
锆合金
,
疖状腐蚀
,
耐腐蚀性
,
显微组织
姚美意
,
周邦新
,
李强
,
刘文庆
,
虞伟均
,
褚于良
稀有金属材料与工程
研究了热处理对Zr-4样品在360℃/18.6 MPa/0.01 mol/L LiOH水溶液中耐腐蚀性能的影响.结果表明:经过β水淬处理的样品耐腐蚀性能最好,腐蚀210 d后的增重与ZIRLO和N18合金的相当,氧化膜表面黑色光亮;β水淬后经冷轧再加热到580～750℃退火处理的样品,它们的耐腐蚀性能都不如β水淬处理的样品,但是在退火的温度范围内,样品的耐腐蚀性能随处理温度的升高而提高.讨论了热处理对Zr-4合金耐腐蚀性能影响的机理,认为不同热处理改变了Fe+Cr在α-Zr中的过饱和固溶含量是引起耐腐蚀性能差别的主要原因.
关键词:
锆合金
,
耐腐蚀性能
,
热处理
,
显微组织
李强
,
周邦新
,
姚美意
,
刘文庆
,
褚于良
稀有金属材料与工程
Zr-2.5Nb合金经a相水淬及冷轧变形后,再经过580℃/5 h和650℃/2 h的热处理,在静态高压釜中进行550℃/25 MPa超临界水腐蚀实验.用电子显微镜研究了腐蚀前、后合金基体的显微组织.结果表明在550℃/25 MPa超临界水中腐蚀到一定程度后,合金基体内会形成氢稳定的β-zr相,同时合金元素Nb扩散进入该相,形成富Nb/H的β-Zr相.该相在降温过程中发生分解,形成ZrHx、α-Zr和Nb含量不同的Zr-Nb相组织.
关键词:
Zr-2.5Nb合金
,
超临界水
,
吸氢
,
相变
周邦新
,
李强
,
姚美意
,
夏爽
,
刘文庆
,
褚于良
稀有金属材料与工程
采用500℃,10.3 MPa过热蒸汽腐蚀方法,研究了热处理对Zr-4合金耐疖状腐蚀性能的影响.试样经过600,820和1000℃不同热处理后,耐疖状腐蚀性能明显不同.提高Fe,Cr合金元素在α-Zr中过饱和固溶含量,可以明显改善耐疖状腐蚀性能,第二相的大小不是决定的因素.用高分辨扫描电镜观察了氧化膜的内表面形貌和断口形貌,研究了耐疖状腐蚀性能与氧化膜显微组织之间的关系.从疖状腐蚀斑的成核与长大,热处理会引起Fe和Cr合金元素在α-Zr中过饱和固溶含量的变化,以及从氧化膜生长的各向异性与α-Zr中合金元素过饱和固溶含量的关系出发,讨论了热处理影响耐疖状腐蚀性能的机制.
关键词:
Zr-4合金
,
疖状腐蚀性能
,
显微组织
,
热处理
刘庆冬
,
褚于良
,
王泽民
,
刘文庆
,
周邦新
金属学报
将Nb-V微合金钢在1200 ℃固溶0.5 h后淬火, 然后在450 ℃回火4 h, 结合扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM), 用三维原子探针(3DAP)研究渗碳体内部和渗碳体/基体界面处的元素分布和成分变化. 结果显示, 淬火样品中C原子由于自回火而出现轻微偏聚, 其它合金原子V,Nb, Si, Mn, Mo和Al等分布均匀. 450 ℃回火4 h样品中出现C原子偏聚区, 在该区域内, Mn含量较高, Mo和V轻微偏聚, Si和Al很少, 对应渗碳体析出, Si富集在渗碳体/基体界面处; 另外, 观察到C和V明显偏聚的单原子面, 周围富集Si和Mn, 对应合金碳化物析出初期形成的G.P.区, 成分主要为V4C3.
关键词:
偏聚
,
G.P. zone
,
Cementite
李强
,
周邦新
,
姚美意
,
刘文庆
,
褚于良
稀有金属材料与工程
选用了Zr-4,N18(NZ2),N36(NZ8)和M5等4种比较典型的锆合金,在β相水淬及变形后,经过580℃,5 h和650℃,2 h的热处理,用静态高压釜腐蚀试验研究了锆合金样品在550℃,25 MPa超临界水中的耐腐蚀性能.结果表明,4种合金样品的耐腐蚀性能差别明显,Zr-4合金会发生疖状腐蚀,而含Nb的N18(NZ2),N36(NZ8)和M5是均匀腐蚀.获得数量多,分布均匀的纳米尺度的第二相颗粒,对改善锆合金在超临界水中的耐腐蚀性能是有利的,但远不如合金成分的影响巨大.调整合金成分是改善锆合金耐超临界水腐蚀性能的主要途径.
关键词:
锆合金
,
超临界水
,
腐蚀
,
显微组织
刘庆冬
,
褚于良
,
王泽民
,
刘文庆
,
周邦新
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2008.11.001
将Nb-V微合金钢在1200℃同溶0.5 h后淬火,然后在450℃回火4 h,结合扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM),用三维原子探针(3DAP)研究渗碳体内部和渗碳体/基体界面处的元素分布和成分变化.结果显示,淬火样品中C原子由于自回火而出现轻微偏聚,其它合金原子V,Nb,Si,Mn,Mo和Al等分布均匀.450℃回火4 h样品中出现C原子偏聚区,在该区域内,Mn含量较高,Mo和V轻微偏聚,Si和Al很少,对应渗碳体析出,Si富集在渗碳体/基体界面处;另外,观察到C和V明显偏聚的单原子面,周围富集Si和Mn,对应合金碳化物析出初期形成的G.P.区,成分主要为V4C3.
关键词:
偏聚
,
G.P.区
,
渗碳体
,
Nb-V微合金钢
,
三维原子探针
