锆合金表面CrAl涂层的高温氧化与拉伸行为

作者：位东辉; 吴亚文; 贺秀杰; 马显锋^*; 王辉; 施惠基

来源：中国表面工程, 2019, 32(02): 44-53.

DOI：10.11933/j.issn.1007-9289.20181212001

• 多弧离子镀
• 事故容错燃料涂层
• CrAl
• 抗高温氧化
• 拉伸行为

为研究CrAl涂层的高温氧化和拉伸行为,提高锆合金的抗高温氧化性能,采用多弧离子镀技术在锆合金表面制备CrAl涂层。利用高温热处理炉在360～1160℃和860～1160℃下分别对原始锆合金和带CrAl涂层锆合金进行氧化测试,研究二者的氧化增重行为。采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对氧化前后样品的微观形貌、成分与相结构进行系统表征分析。通过原位拉伸测试对原始锆合金和带CrAl涂层试样的力学性能进行研究。结果表明:CrAl涂层氧化时通过形成致密的Al2O3和Cr2O3氧化层,显著降低了氧化增重,在1060℃高温下基体未被明显氧化。原位拉伸时CrAl涂层直到4%应变时才出现少量微裂纹,显示出较好的塑性变形能力,样品断裂前未见涂层剥落。多弧离子镀制备的CrAl涂层表现出优异的抗氧化性能,涂层与锆合金具有较好的力学相容性,该涂层具有发展成为事故容错燃料(ATF)包壳涂层的潜力。

• 单位
  中山大学; 华电电力科学研究院有限公司; 清华大学; 中国核动力研究设计院