退火温度对核电站“铠甲”锆合金管材力学性能和第二相的影响

Effect of Annealing Temperature on the Mechanical Properties and Second Phase of Zirconium Alloy Tubes

  • 摘要: 锆合金是核反应堆中不可或缺的“铠甲”材料,负责包裹核燃料,承受高温、高压和辐射的极端环境。为实现我国核电站关键锆材的自主可控,本研究对比了不同退火温度下国产与进口Zr-4合金管材的性能变化。结果发现,当退火温度升高至490 ℃并保温3 h后,国产管材在400 ℃高温下的屈服强度和抗拉强度显著提升,分别达到176和324 MPa,与进口产品性能相当。通过电子显微镜观察发现,国产与进口管材中的第二相粒子在结构、尺寸和成分上高度一致,主要为富铁铬的Zr(Fe,Cr)2相。这一研究不仅揭示了退火温度—微观组织—力学性能之间的内在联系,也为国产锆合金热处理工艺的优化提供了重要依据,推动核电关键材料走向国产化。

     

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