Fe对Zr-x Fe(x=0.05,0.2,1.0)合金显微结构及在400℃/10.3 MPa过热蒸气中腐蚀行为的影响

作者：陈雅萱; 林晓冬; 张弛; 徐龙; 李毅丰; 梁雪; 李强; 周邦新

来源：稀有金属材料与工程, 2021, 50(12): 4465-4475.

• 锆合金
• Fe添加
• 过热蒸气
• 腐蚀
• 氧化膜
• 氧化膜/金属界面

通过在纯锆中添加不同含量的Fe,制备出系列Zr-x Fe(x=0.05,0.2,1.0,质量分数,%)合金,并在400℃/10.3 MPa过热蒸气条件下开展了不同时间的高压釜腐蚀试验,利用扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察分析了合金基体和氧化膜的显微结构,研究了Fe元素对Zr-x Fe合金显微结构及腐蚀行为的影响。结果表明,纯锆中添加0.05%的Fe即可细化α-Zr晶粒,但随Fe含量的增加,α-Zr晶粒尺寸变化不明显。Zr-x Fe合金中大部分Fe以Zr3Fe第二相的形式析出,随Fe含量的增加,第二相结构保持不变,但第二相尺寸增加。Fe能有效促进Zr-x Fe合金氧化膜中柱状晶的生长并延缓柱状晶向等轴晶的演化,进而改善Zr-x Fe合金的耐腐蚀性能。随Fe含量的增加,Zr-x Fe合金的耐腐蚀性能提高。应力是Zr-1.0Fe合金氧化膜/基体(O/M)界面形成亚氧化物过渡带的主要原因,亚氧化物过渡带的形成在一定程度上缓解了O/M界面附近金属基体和氧化膜中的应力,阻碍了氧化膜柱状晶向等轴晶的演变,从而减弱了锆合金的腐蚀。

• 出版日期2021
• 单位上海大学