铸态钇锆合金的制备及组织性能研究

发布时间：2021-12-12 04:33

　　航天科技的快速发展对空间电源的电功率和寿命要求不断提高,空间核反应堆电源成为有前景的高功率、长寿命电源。目前空间堆使用最成熟的慢化剂材料是氢化锆,但氢化锆在高温下氢损失使其难以在更高温度下使用。与氢化锆相比,氢化钇在高温下的平衡氢分压低4个数量级,因此成为有前景的高温慢化剂材料。纯钇或钇基合金是制备氢化钇慢化剂的坯体材料,其成分、组织、性能直接影响氢化物慢化剂性能,因此本文以钇合金为研究目标,采用磁悬浮感应熔炼等方法制备了 Zr 含量为1wt%、5wt%、10wt%、20wt%的钇锆合金,用 XRD、SEM、EDS、EPMA等方式对合金进行表征,以对慢化剂合金遴选提供依据。感应熔炼获得了钇锆合金锭,结果表明在非平衡凝固的条件下,Zr在钇合金中的极限固溶度可达4wt%。Zr倾向于在合金的晶界处分布,起到细化晶粒的作用。由氢化实验可知,Zr元素的添加,使氢化钇进入相转变的氢含量降低,且相转变发生的氢分压变高。Zr元素的添加将合金的维氏硬度由85.6HV增加到116HV,退火处理可以降低钇锆合金的维氏硬度约20%。由氧化实验可知,钇锆合金在900℃的抗空气气氛氧化能力较差,因此钇锆合金的锻造... 

【文章来源】：北京有色金属研究总院北京市

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１空间核电源及其内部结构??

易产生很强的织构，Ｙ的添加可??以有效的分散并弱化Ｍｇ及其合金的基面织构，使Ｍｇ合金具有更好的塑性变形能力??［３３］和高温强度［３４］；?Ａｌ－Ｚｒ－Ｙ合金中的钇会促进Ａｌ３（Ｚｒ，Ｙ）球状弥散析出，这种高密度的??析出相使Ａ１合金具有更高的电导率和更好的抗再结晶能力［３５］；?０．２％的稀土?Ｙ可以增??大７０５５铝合金的成分过冷度，减小合金的晶粒尺寸，并改善合金枝晶间间距，同??时由于钇与铜的交互作用强于铝，钇会通过与铜形成化合物减少铜在铝中的固溶度，??起到净化溶液的作用。如图１．２所示７０８５铝合金中的钇可以减少并分散晶界处粗大??的第二相，从而改善合金性能［３７］。??图１．２钇的添加减少了?７０８５铝合金中粗大的第二相??（ａ）未添加Ｙ的７０８５铝合金；（ｂ）添加Ｙ的７０８５铝合金??钇对有序介孔氧化锆骨架有掺杂改性的作用［３＼通过增大氧化锆骨架缺陷，提高??材料催化反应活性；金属钇的添加使Ｓｉ更易以Ｓｉ０２的形式在钝化膜中生成，使不锈??钢钝化膜的完整性、连续性、稳定性提高，从而提高不锈钢钝化膜的耐腐蚀性能。使??用的Ｙ的钛合金（最高可达６０％）切削加工性能明显好于纯钛；含Ｙ的镁合金通??过在晶界析出来增加基体组织的强度，抗压屈服强度Ｍ］；在锆合金中添加钇可以起到??３??

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【参考文献】：
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本文编号：3536013