Zr-Cr合金的微觀組織與力學性能.pdf

1、Zr及Zr合金具有熱中子吸收截面積小，密度小，優(yōu)異的抗腐蝕、抗氧化和耐輻照等理化性能，主要應用在核工業(yè)。隨著研究人員對Zr合金的進一步研究，發(fā)現(xiàn)其作為結(jié)構(gòu)材料有很廣泛的應用前景。Zr合金四種常見的組織中兼具強度和塑性的組織為等軸組織和雙態(tài)組織?；诖?，本文以Zr-Cr二元合金為研究對象，通過成分優(yōu)化、熱變形和熱處理工藝使合金組織發(fā)生再結(jié)晶，獲得雙態(tài)組織或等軸組織，同時提高合金的強度和塑性。
　　實驗設計了一系列不同成分的ZrCr合

2、金，通過真空非自耗電弧熔煉爐制備出合金錠，研究了合金成分對其組織和性能的影響。結(jié)果表明，少量的Cr添加到純Zr中就能大幅度提高合金的強度。合金的強度隨Cr含量的增加而增加，而塑性隨合金中Cr含量的增加而降低。當Cr含量為1.8 at％時，合金具有較高的強度，抗拉強度為1058MPa，同時延伸率能達到9.6%。Cr含量繼續(xù)增加到3 at%時，抗拉強度增加到1232MPa，延伸率為6.2%。
　　根據(jù)實驗分析，選定1.8 at%Cr合

3、金做固溶時效和退火處理，研究其微觀組織和力學性能之間的演變關(guān)系。實驗發(fā)現(xiàn)，經(jīng)900℃固溶水冷后，合金形成了等軸組織，抗拉強度和塑性較熱軋態(tài)的都有提升，分別為1109MPa和11.0%。合金在隨后的時效過程中，隨時效溫度的增加，合金的強度下降，塑性有了大幅度提升。合金在700℃，塑性達到了最好，延伸率為18.4%，強度還保持在818MPa。合金時效過程中強度下降的原因是固溶體α相中Cr含量的急劇下降，合金的畸變降低。退火后的合金強度下降，