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鋯錫合金

文章出處： admin發布時間： 2011年10月10日 人氣 6349

    以鋯為基加入一定量的錫、鐵、鉻、鎳等元素而形成的鋯合金。鋯錫合金的代表合金牌號為ZrSn1.4-0.1合金(Zr-2合金)和ZrSn1.4-0.2合金(Zr-4合金)，它們的主要用途為用作輕水冷卻反應堆中的燃料包殼管，Zr-2合金用于沸水堆，Zr-4合金用于壓水堆。
    鋯錫合金主要合金元素的選擇原則是不能明顯增加鋯的熱中子吸收截面；在提高鋯的耐蝕性和強度的同時，不能過多地損害工藝性能。錫、鐵、鉻、鎳等合金元素的綜合加入，可提高材料的強度和耐蝕性、耐蝕膜的導熱性，降低表面狀態對腐蝕的敏感性。Zr-4合金中取消鎳，適當增加鐵的含量，腐蝕過程的吸氫量僅為Zr-2合金的一半左右。Zr-2和Zr-4合金使用最廣的為無縫管，其主要加工工序為：配制自耗電極，真空電弧熔煉，鍛造，熱擠壓，冷加工軋制，退火，精整和檢驗。
    腐蝕性能:Zr-2、Zr-4合金主要是用作核反應堆的燃料包套材料。根據核反應堆的工況條件，對材料需進行靜水和動水腐蝕試驗。靜水腐蝕在高壓釜內進行，動水腐蝕在動水回路中進行。靜水腐蝕包括水腐蝕和蒸汽腐蝕。水腐蝕采取的制度有：316℃，10.69MPa；336℃，13.7MPa；360℃，18.6MPa三種。蒸汽腐蝕采取的制度是400℃，10.3MPa。動水腐蝕常用的制度是345℃，15.7MPa。腐蝕試驗所用的水為二次離子交換水，水質為中性，其電阻率高于50MΩm。
    Zr-2合金在400℃，10.3MPa的蒸汽中腐蝕3天的腐蝕增重低于22mg／dm；14天的腐蝕增重低于38mg／dm，試樣表面生成黑色光亮的致密氧化膜，并無白點、白條等瑕疵出現，41天發生轉折。Zr-4合金的腐蝕性能與Zr-2合金基本相同，另外它在360℃、18.6MPa的高溫水中110天發生轉折，轉折后的腐蝕速率低于15mg／dm月。
    輻照性能:Zr-2、Zr-4合金在核反應堆中使用將受到強烈的輻照，其中包括中子、β-射線、γ-射線和裂變碎片的輻照，其中最大量的為中子輻照。

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