Zr-Ta合金力学性能与腐蚀性能的研究

发布时间：2023-05-14 01:06

　　随着现代工业科技的不断发展,对金属材料性能的要求越来越高。Zr及Zr合金自身具有优异的理化性能,如中子吸收截面积小,耐腐蚀性优异、抗辐照和热膨胀系数小等,受到海内外科学家极大关注。但核工业领域应用的锆合金因其价格昂贵,应用范围的扩展受到极大限制。通过科研人员不断的研究,发现普通锆合金有作为结构材料的应用前景,可拓展Zr合金的应用领域。基于此,本文以Zr-Ta合金为研究对象,通过调控Ta元素含量,研究Zr-Ta合金的微观组织结构,旨在进一步提高Zr合金的耐腐蚀性能和力学性能。通过真空非自耗熔炼炉熔炼一系列不同成分的Zr-Ta合金铸锭,并利用X射线衍射、光学显微镜、扫描电子显微镜和差示扫描量热仪分析不同成分Zr-Ta合金的组织、相结构和相转变温度。利用拉伸试验机、电化学设备测试Zr-Ta合金力学性能和耐腐蚀性能。研究结果表明,随着Ta元素含量的增加,Zr-Ta合金的相结构由最初的单相转为双相结构,微观组织得到细化,α→β相转变温度降低,Zr-Ta合金的强度和硬度随之提高,Zr6Ta合金的硬度可达376.9HV,抗拉强度可达到1117.3MPa,并有4.87%的断裂延伸率。腐蚀测试结果表明,...

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 锆及锆合金
        1.2.1 锆的性质
        1.2.2 锆及锆合金的研究发展
    1.3 锆合金熔炼技术
    1.4 锆合金的相变及显微组织结构
        1.4.1 金属锆的平衡相变
        1.4.2 锆合金显微组织结构
    1.5 锆合金强韧化机制
    1.6 锆合金腐蚀机制
        1.6.1 锆合金的均匀腐蚀
        1.6.2 锆合金的疖状腐蚀
        1.6.3 锆合金的其它腐蚀
        1.6.4 锆合金腐蚀防护方式
    1.7 钽
    1.8 本文主要研究内容
第2章 锆钽合金制备、表征及性能测试方法
    2.1 合金的制备
    2.2 合金微观组织表征
        2.2.1 相组成分析
        2.2.2 金相组织观察
        2.2.3 扫描电子显微镜观察
        2.2.4 热物性分析
    2.3 力学性能测试方法
        2.3.1 室温拉伸性能测试
        2.3.2 维氏硬度测试
    2.4 腐蚀性能测试方法
        2.4.1 浸泡实验测试
        2.4.2 电化学测试
第3章 锆钽合金组织力学性能研究
    3.1 引言
    3.2 合金成分设计
    3.3 铸态锆钽合金的微观组织结构
        3.3.1 相组成及结构分析
        3.3.2 微观组织形貌分析
    3.4 铸态锆钽合金力学性能分析
        3.4.1 铸态锆钽合金硬度实验分析
        3.4.2 铸态锆钽合金的拉伸性能
        3.4.3 断口形貌分析
    3.5 本章小结
第4章 锆钽合金腐蚀性能
    4.1 引言
    4.2 盐酸溶液腐蚀电化学分析
        4.2.1 开路电位测试
        4.2.2 极化曲线测试
        4.2.3 电化学阻抗谱测试
    4.3 硝酸溶液腐蚀电化学分析
        4.3.1 极化曲线测试
        4.3.2 电化学阻抗谱测试
    4.4 浸泡实验
    4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢



本文编号：3816880