锆合金的研究发展

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1、溶合金的研究发展随春全球气候变

2、暧以及化石燃料的逐渐枯竭.环境和能源危机问题已成为了国际各何共同关注的焦点问题。我国作为全球第二大经济体，二氧化礁械排和能源危机带来的压力与日侃增。由于核电不会排放温宅气体.乞越來越审视温宇效何、化右能源矩缺的形势卜.枳极推进核电建设，足我国能源建设的•项重要政策.我IN2007年颁布的《国家核电中长期发展規划(2005-2020年)》指出：到2020年，核电运行装机总容呈达4000力干瓦.核电发电E占全部电力装机容尿的比氓从现在的不到2%提啬到4%.核反应坨是利用核裂变所释放出來的口人能址，通过孩电设备卬终转化成电能.，核製变过斡产生丈址的辐射・对人体和坏

3、境都冇很大的危宙.因此核安令就成为发展孩能必须解决的浮耍问题「在核反应堆设讣中，孩安全的首道防线就是核燃料的过覆材料一包応悴・它主咚起到支搾核燃料，并且防止核燃料泡漏的作用.钻合金由J具仃很低的热中f吸收截面，优异的耐鷹蚀性能以及较好的综合力学性能，因此足孩反应堆的包壳材料和结构部件的首选材料II。传统的估侖金主要何：用J•沸水淮墩料元件包壳材料的7・卜2合金、用J•压水驸和石禺水冷堆燃料兀件包浇材料的ZZ合金•以及用于氓水堆和石昴水冷堆压力管材料的z「2・5Nb介金，这些钳合金的应用为核反应堆的女全运行提供了可議保障。然血融石核电的进-步发展・核反应堆燃料燃耗不断炎岛，换料周期遂渐延长，

4、因此对核反应堆燃料兀件包养材料提出『忆与期、岛燃耗、寧破损的要求叫传统钻合金的於蚀、吸蛍、辆照和力学性能，待别是罐料包秃的水侧膺蚀性能已无法满足哥燃氐长寿命的使用要求I叫因此世界备国纷纷开展新型常合金的研制。开发刈型钻合金」方廊通过调整介金冗索的含就・发展rfti性能借介金材料.从而改裤其堵内的腐蚀、吸絨、辐照等性能。如矣国的ZIRLO合金，俄罗斯的E635合金毎邵是采用这一思路开发的•另一方面通过优化井严格控制加工工艺以及有雷杂质・调廉姒终产品的组织，般终获灯符合要求的钻合金制需，这也是开发新tft合僉的条邇婆途径。法国法马通公司开发M5合金(Zr-l.0Nb-0.lO)时即采用了这种珅

5、念・该介金从化学成分上看只泉右;ZrJNb合金的垄础上摄岛了氣尤豢的含匾,但通过严格控制杂质元楽的舎秋，并在加匸过程的各个阶段精益求辅,保恥了虽终成品的晶粒尺寸细小、纳*级第二相均匀弥肢分仏使岗M5合金的堆内性能明Zr-INb合金・M5合金的成功为斷书借合金的研发提供了新的思路以及宝贵的经验.众所周知.材料的性能取决匸显微组织，而詁懿组织乂蠻加匸L艺的彫响。钳合金的堆内性能很大程度上取决于缴观纽织及织构，如仙純尺'」，晶体取向.第二相种类及分布等纽织特征■而这些因索乂山加工过程决定作叫我国新铭哈金的研发从上世纪90年代开始，已取得了显著的成果，但上要集屮于合金成分的调整以及腐蚀性能研究，在

6、加工工艺的控制仍然缺乏足够的亚视.对加T过程塑性变形机制的认识还晅待加臥囚此研究钻合佥加1过程的组织及织构演变，探讨加工工艺对::者的影响，对钻合金的组织及性能控制貝仃逼要的科学及「程盘义.从血实现对加工工艺的优化及严格控制，可以为开发新型钻合金提供理论指导和技术支持。借械于过渡族兀素，滋f序数为40,半均郴対原于喷城为91.22.6.49Kg/mJ・熔点为1852"C•纯恰在室温下只冇密排A方结构

7、C〉的EZr,其晶格常数他=O・355nm■相变时两相之间有确定的取向关系,即（0001"/{110}卜<1120>,//pt送种关系又称Burgers取向关系・由Fu-Zr为北排六方结枸，具冇明施的鉛向界件，特别是辐照生长和热膨胀性能，因此织构研究是桔合金的研究热点之一.钳住酸碱專介质中JI冇良好的耐帐蚀件能・对并种碱溶液的稳定性好于不锈钢和钛,只有在氢氟酸、浓硫酸和瞬酸中才会发牛.反应,钻还能抵抗I水的JK蚀,这种优良的耐腐蚀件能使紂钻合金在反应堆内恶劣坏境的表现人人优r其他合金.IS合金还具有优异的檢性能•热中子吸收截而很小，只Tl0.18b（lb=1xl028m2）e表I

8、J列出了儿种金属的热中子吸收截面，可见错的热中子皈收截面仅次于饿和镁，是不镑钢的1/30<铀合金如Zr-2,Zr4Zr-INb等热中产吸收截面也只有0.20024b・川钻合金代替不锈钢作为核反应堆的结构材料・可节省约半的铀燃料.这也是孩反应堆中大吐使用耕合金的窪要原因。农11轮与陀金帕的热中了吸收哉ifc《唯付：巾）fable1」Thelhermalnwtmncapturecrousectionofzirconiuman