合金元素Cu及淬火速率對Zr-Sn-Nb合金第二相析出行為的研究.pdf

1、本文主要以Zr-1.0Sn-0.3Nb-0.3Fe（N1合金）和Zr-1.0Sn-0.3Nb-0.3Fe-0.1Cu（N2合金）兩種新型Zr-Sn-Nb合金為研究對象，采用金相顯微鏡（OM）、掃描電子顯微鏡（SEM）、電子通道襯度像（ECC）、電子背散射衍射（EBSD）、透射電子顯微鏡（TEM）等多種微觀組織表征手段，系統(tǒng)的研究了不同淬火速率下N1、N2合金的微觀組織結構、第二相種類以及其水冷時效過程中第二相的析出規(guī)律，同時探究了Cu元

2、素對微觀組織和第二相種類的影響，并詳細地研究了不同冷卻速率對鋯合金第二相種類、形貌、尺寸、分布等的影響。
　　本研究主要內容包括：①N1、N2合金在β相固溶后進行水冷、液氮冷、空冷和爐冷處理，分別獲得細小交錯分布的針狀組織、Basket-weave魏氏組織、Parallel-plate魏氏組織和Lenticular組織，同時發(fā)現(xiàn)Cu元素具有細化板條，提高合金硬度的作用。此外，α板條寬度隨著冷卻速率的降低而增加，硬度值則隨著冷卻速率

3、的下降而降低。②水冷組織的α板條界面或者三叉晶界發(fā)現(xiàn)了殘余β+ω相，β與α相的取向關系符合Burgers關系，即{0002}α∥{110}β，<112_0>α//<111>β，ω與β相的取向關系為(0001)ω//(111)β，[21_1_0]ω//[1_01]β或者(1_010)ω//(1_21)β，[101_2]ω//[01_2]β，且添加Cu元素后殘余β+ω相細化；此外，液氮冷組織與空冷組織在α板條界面上發(fā)現(xiàn)Orthorhombi

4、c結構的Zr3Fe相、Tetragonal結構的Zr2Fe相和 FCC結構的(Zr, Nb)2Fe相，且Zr2Fe與α相的取向關系為{111}Zr2Fe//{0001}α，<1_10>Zr2Fe//<112_0>α；爐冷組織中僅發(fā)現(xiàn)了富Nb的β-Zr相以及 HCP結構Zr(Fe, Nb)2相。③兩種合金在時效過程中的第二相析出規(guī)律：N1合金為Orthorhombic結構的Zr3Fe相→Orthorhombic結構的Zr3Fe相、HCP結

5、構的Zr(Fe, Nb)2相→Orthorhombic結構的Zr3Fe相、HCP結構的Zr(Fe, Nb)2相FCC結構的(Zr, Nb)2Fe相；加入Cu元素的N2合金，其第二相的析出系列為Orthorhombic結構的Zr3(Fe, Cu)相→Orthorhombic結構的 Zr3(Fe, Cu)相、HCP結構的 Zr(Fe, Nb, Cu)2→Orthorhombic結構的Zr3(Fe, Cu)相、HCP結構的Zr(Fe, Nb,