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Zr-Sn-Nb-Fe-V合金在过热蒸汽中的周期性钝化-转折行为

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研究了2种高Nb、低Nb含量新型Zr-Sn-Nb-Fe-V合金在400℃、10.3 MPa过热蒸汽中的长期均匀腐蚀行为,发现2种合金均表现出周期性钝化-转折规律,对其演变行为及机制进行了深入研究.多次转折发生后,氧化膜显微组织仍呈规律性分层,柱状晶及缺陷带周期性出现.转折前,氧化膜/金属界面起伏强度及四方ZrO2(t-ZrO2)等效厚度随时间延长而逐渐增大,转折时均快速减小;氧化组织再次钝化-转折时,2者演变规律均与初次转折相同.分析认为,转折时缺陷带的产生受到氧化膜/金属界面的粗糙起伏畸变及t-ZrO2相变共同影响,周期性氧化规律的产生与起伏强度、t-ZrO2等效厚度达到最大临界值的周期性密不可分.Raman光谱分析表明t-ZrO2的280 cm-1特征峰负偏移,定性地反映了t-ZrO2中O空位浓度.O空位浓度在钝化阶段保持稳定,转折时迅速下降,2种合金的耐腐蚀性差异与O空位浓度差异相关.
Periodic Densification-Transition Behavior of Zr-Sn-Nb-Fe-V Alloys During Uniform Corrosion in Superheated Steam

廖京京、张伟、张君松、吴军、杨忠波、彭倩、邱绍宇

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中国核动力研究设计院 反应堆燃料及材料重点实验室 成都 610213

锆合金 均匀腐蚀 周期性转折 四方ZrO2 O空位

国家自然科学基金中核集团重大专项

51771098[2016]298

2023

10.11900/0412.1961.2021.00214

金属学报
中国金属学会

金属学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：0.925
ISSN：0412-1961
年,卷(期)：2023.59(2)
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