论文部分内容阅读
随着核反应堆燃耗提高、换料周期延长等新需求的出现,传统锆合金已渐渐不适用。开发具有更好抗腐蚀性能和力学性能的新型锆合金势在必行。新锆合金的开发主要采取调整合金成分以及优化加工工艺的途径,而这两种途径都会使组织产生变化。对国产锆合金的微观组织表征将有力地推动我国新锆合金的研发,为优化锆合金的加工工艺及改善相关性能方面提供充足的实验数据与理论支持,为后续研究提供一定的参考意义。本课题所用的新型国产包壳管材分为三种:Zr-Nb-Fe-Cu系去应力退火（A）和再结晶退火（B）的包壳管以及再结晶退火状态的Zr-Nb-Fe系包壳管材（C）。利用金相显微技术（OM）,电子等通道衬度成像技术（ECC）,背散射电子衍射技术（EBSD）,X射线衍射（XRD）,透射电子显微镜（TEM）,二次电子成像技术（SE）等表征技术对样品的微观组织、晶体取向、织构类型以及第二相颗粒形貌、分布及种类进行表征和鉴定。得到以下结论:（1）样品A组织以拉长呈纤维状的形变晶粒为主,另外还有少量沿轧制方向拉长的难变形晶粒和细小的近似等轴状晶粒;样品B微观组织主要为近似等轴状的再结晶晶粒,但仍然有少量长条状晶粒,晶粒尺寸差异明显,再结晶不充分,平均晶粒尺寸为4.75μm。样品C组织为近似等轴状晶粒,但组织比样品B更均匀,再结晶更充分,平均晶粒尺寸为4.88μm。（2）三种样品均具有基面双峰织构。A样品具有典型的形变丝织构<101（?）0>//RD,B样品既有退火丝织构<112（?）0>//RD也有部分<101（?）0>//RD织构,C样品则只有退火丝织构<112（?）0>//RD。去应力退火态样品织构强度明显强于再结晶状态样品。三种样品的取向因子计算结果表明再结晶态样品的fND高于去应力退火态样品,且再结晶越充分,fND越大。（3）A样品中的第二相沿变形纤维组织呈带状分布,其形貌主要表现为球状,兼有椭圆形和少量长条形薄片状。B、C样品中的第二相分布均较为弥散,但仍有部分第二相在晶界处择优分布,形成第二相团簇结构。形貌上以球状为主,另有少量短棒状。样品B第二相尺寸细小且数量较多,第二相的平均直径为51.89nm,C样品第二相数目少但尺寸大,第二相的平均直径为96.45 nm。A样品则介于两者之间,第二相的平均直径为54.32nm。A、B样品第二相尺寸主要集中于20nm到60nm之间,比例约占75%左右。样品C第二相尺寸分布更均匀,分布范围更广,第二相尺寸峰值在60-80nm但仅占20%。三种样品第二相均含有Zr（Nb,Fe,Cr）2相和β-Nb相。B、C样品中部分Zr（Nb,Fe,Cr）2相内部具有明显的层错结构。