Zr基相關(guān)三元合金等溫截面相圖研究.pdf

1、Zr-Nb系和Zr-Sn系鋯合金為核反應(yīng)堆用主要的合金體系,Sn、Fe、Cr、Ni和Nb為材料中重要的合金元素。合金元素對合金的性能具有重要的影響,多元合金相圖的研究對新型材料設(shè)計和性能的開發(fā)應(yīng)用具有重要的指導(dǎo)意義。本文利用X射線衍射分析儀、掃描電子顯微鏡等分析方法確定Zr及其合金元素在特定溫度下的等溫截面及相關(guān)系。眾所周知,工業(yè)Zr合金再結(jié)晶溫度一般為580℃,熱擠壓溫度一般定為650~700℃,因此,實驗過程中熱處理溫度控制在500

2、~700℃之間,所得實驗結(jié)果如下:
　　(1)建立了Zr?Fe?Cr三元體系700℃和580℃的等溫截面。證實了700℃時存在三個穩(wěn)定的二元相和一個三元相,它們分別是Fe2Zr、Cr2Zr、FeZr3和(Fe,Cr)2Zr,并確定了(Fe,Cr)2Zr中Fe和Cr的固溶范圍分別為10.8～62.3 at.％,3.2～55.1 at.%。此外還發(fā)現(xiàn)氧穩(wěn)定相Fe23Zr6存在于個別合金中。
　　實驗證實在580℃下Zr?Fe?C

3、r三元體系存在FeCr、Fe2Zr、Cr2Zr和FeZr3四個穩(wěn)定的二元相和一個三元相(Fe,Cr)2Zr。并確定了Fe和Cr在(Fe,Cr)2Zr中的固溶范圍分別是10.8～62.3 at.%和3.2～55.1 at.%。發(fā)現(xiàn)Fe23Zr6不是Zr?Fe?Cr體系中580℃下的穩(wěn)定相。
　　(2)建立了Zr?Nb?Cr三元體系700℃等溫截面。確定Zr?Nb?Cr三元合金體系700℃的等溫截面由4個三相區(qū)、9個兩相區(qū)和5個單相區(qū)

4、組成。實驗證實立方結(jié)構(gòu)的Cr2Zr和Cr2Nb在此溫度下可以完全置換固溶,并在Cr2Zr和Cr2Nb固溶相附近發(fā)現(xiàn)六方結(jié)構(gòu)的固溶相(Zr,Nb)Cr2,其晶體結(jié)構(gòu)與高溫Cr2Nb相一致。
　　(3)建立了 Sn?Fe?Ni三元合金500℃等溫截面。證實了500℃的Sn?Fe?Ni三元體系中存在5個二元化合物FeSn、FeSn2、Ni3Sn、Ni3Sn2和Ni3Sn4以及一個三元固溶相(Fe,Ni)3Sn2,并證實固溶相(Fe,Ni