Xe离子辐照Zr-4和Zr-1Nb合金后的力学和耐腐蚀性能研究

作者:全琪炜; 刘向兵*; 赵文增; 吴奕初; 徐超亮; 张晏玮; 李远飞; 钱王洁; 贾文清; 尹建
来源:材料导报, 2023, 1-10.

摘要

为探究两种典型燃料包壳锆合金Zr-4和Zr-1Nb辐照后的性能变化规律,本研究使用5.0 MeV的Xe离子室温辐照锆合金最高至4.0 dpa,并在360℃/18.6 MPa,0.01mol/L LiOH溶液中开展最高28 d的腐蚀实验,结合纳米压痕、SEM和TEM,研究辐照硬化规律、腐蚀后的氧化膜形态及锆合金第二相的变化,讨论辐照对腐蚀的影响。结果表明,Xe离子辐照后两种锆合金产生了辐照硬化,Zr-1Nb比Zr-4辐照硬化率更高。在模拟环境腐蚀28 d内,Zr-4的耐腐蚀性优于Zr-1Nb,离子辐照增加了锆合金的腐蚀增重,且Zr-1Nb的辐照增强腐蚀效应更显著,辐照使锆合金第二相产生了不同程度的非晶化。研究结果有助于理解相关锆合金的辐照效应,为新型包壳锆合金材料开发及性能评估提供参考。