金属学报  2011, Vol. 47 Issue (9): 1216-1220    DOI: 10.3724/SP.J.1037.2011.00211

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3种锆合金的高温氧化行为

邱军, 赵文金,  Thomas Guilbert,  Jean-Luc Bechade

1) 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 610041 2) 法国原子能委员会Scalay研究中心,  Gif-sur-Yvette cedex 91191, 法国

HIGH TEMPERATURE OXIDATION BEHAVIOURS OF THREE ZIRCONIUM ALLOYS

QIU Jun, ZHAO Wenjin Thomas Guilbert  Jean-Luc Bechade

1) Science and Technology on Reactor Fuel and Materials Laboratory, Nuclear Power Institute of China, Chengdu 610041 2) French Atomic Energy and Alternative Energies Commission, Gif-sur-Yvette cedex 91191, France

邱军 赵文金 Thomas Guilbert Jean-Luc Bechade. 3种锆合金的高温氧化行为[J]. 金属学报, 2011, 47(9): 1216-1220.
, . HIGH TEMPERATURE OXIDATION BEHAVIOURS OF THREE ZIRCONIUM ALLOYS[J]. Acta Metall Sin, 2011, 47(9): 1216-1220.

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 全文: PDF(2309 KB)   摘要: 对Zr-A和Zr-B锆合金在700-1200 ℃的O2中进行了等温氧化实验, 观察了合金的氧化动力学行为和基体微观结构演变, 并与低Sn的Zr-4合金作了对比. 结果表明,  700-1200 ℃氧化时, 3种锆合金的动力学曲线基本服从抛物线规律, Zr-B合金在700 ℃氧化1200 s后速率出现转折; 800 ℃时Zr-A和Zr-B 合金的氧化速率出现转折; 1000 ℃时3种合金动力学曲线由抛物线变为近似直线; 1100 ℃以上氧化时, 动力学曲线呈抛物线规律, 未出现转折. 在1100 ℃以上氧化时, 合金成分对3种合金的高温氧化性能影响甚微. 依据氧化增重数据得到了3种合金在700-1200 ℃氧化反应的抛物线速率常数Kp的表达式. 关键词 ： 锆合金,  高温氧化,  氧化动力学     Abstract：Isothermal oxidation behaviors of Zr-alloys Zr-A and Zr-B cladding tubes in flowing oxygen were measured and compared to Zr-4 cladding tube over a wide temperature range from 700 ℃ to 1200 ℃. The results show that the kinetics oxidation curves of all the alloys basically obey the parabolic rate law at the temperature range from 700 ℃ to 1200 ℃. In 700 ℃ oxidation of alloy Zr-B, a rate transition occurrs at about 1200 s. The rate transitions in 800 ℃ curves of alloys Zr-A and Zr-B occurr at about 600 s. The oxidation kinetics curves are changed for all the alloys at 1000 ℃, which is resulted from the crack in the oxide layer due to the ZrO2 phase transformation from a monoclinic structure to a tetragonal structure. At the temperature above 1100 ℃, the oxidation kinetics curves of all the alloys obey the parabolic rate law, and no kinetics changes were observed. The results also show that the alloy composition has a negligible effect on the oxidation resistance at the temperature above 1100 ℃. The parabolic rate constant Kp of the oxidation reaction was get through calculating weight gain due to oxidation. Key words： zirconium alloy    high-temperature oxidation    oxidation kinetics 收稿日期: 2011-04-06      作者简介: 邱军, 男, 1970年生, 副研究员 服务 把本文推荐给朋友 加入引用管理器 E-mail Alert RSS 作者相关文章 邱军 赵文金 44.8K 链接本文: https://www.ams.org.cn/CN/10.3724/SP.J.1037.2011.00211      或      https://www.ams.org.cn/CN/Y2011/V47/I9/1216 [1] Baker L, Just L C. ANL–6548, AEC Research and Development Report, Argonne National Laboratory, 1962 [2] Pawel K E, Cathcart J V, Mckee R A. Electrochem Sci Techol, 1979; 126: 1105 [3] Leistikow S, Schanze G. Nucl Eng Des, 1987; 103: 65 [4] Nagase F. Otomo T, Uetsuka H. Nucl Sci Technol, 2003; 40: 213 [5] Sabol G P, Comstock R J, Weiner R, Larouere A P, Stanutz R N. In: Bradly E R, Sabol G P eds., Zirconium in the Nuclear Industry Tenth International Symposiu. ASTM STP 1245, Philadelphia: ASTM International, 1994: 724 [6] Etoh Y, Shimada S, Yasuda T, Ikeda T, Adamson R B, Chen J F, Ishii Y, Takai K. In: Paul D B, Davidson R R eds., Zirconium in the Nuclear Industry Nineth International Symposium, ASTM STP 1129, West Conshohocken, PA: ASTM International, 1992,: 825 [7] Choo K N, Kim Y S. J Nucl Mater, 2001; 297: 5247 [8] Kim J M, Jeong Y H. J Nucl Mater, 1999; 275: 74 [9] Billone M, Yan C, Burtseva Y, Chung H M. In: Fuketa T ed., Summary of Fuel Safety Research Meeting 2005, Tokyo: Japan Atomic Energy Agency, 2006: 168 [10] Asmolov V, Yegorova L, Lioutov K, Konoveyev A, Smirnov V, Goryachev A, Chesanov V, Prokhorov V. In: Monteleone S, Nesmith S eds., Proceeding of the 2002 Nuclear Safety Research Conference, Washingdon D. C.: Nuclear Regulation Commission, 2003: 109 [11] Baek J H, Park K B, Jeong Y H. J Nucl Mater, 2004; 335: 443 [12] Zhao W J. Rare Met Lett, 2004; 23(5): 15 (赵文金. 稀有金属快报, 2004; 23(5): 15) [13] Li C, Zhou B X, Zhao W J, Li P, Peng Q, Ying S H, Shen B L. J Nucl Mater, 2002; 304: 134 [14] Peng J H, Li W F, Bechade J L, Maury R. Chin J Rare Met, 2008; 32(1): 1 (彭继华, 李文芳, Bechade J L, Maury R. 稀有金属, 2008; 32(1): 1) [15] Xue X Y, Bai X D, Tan Z Y, Zhou Q S, Liu J Z. Rare Met Mater Eng, 2004; 33(9): 902 (薛祥义, 白新德, 田振业, 周青山, 刘建章. 稀有金属材料与工程, 2004; 33(9): 902) [16] American Society for Metals, Metals Handbook Vol.8. 8th Ed., Materials Park: ASM International, 1971: 327 [1] 沈朝, 王志鹏, 胡波, 李德江, 曾小勤, 丁文江. 镁合金抗高温氧化机理研究进展[J]. 金属学报, 2023, 59(3): 371-386. [2] 廖京京, 张伟, 张君松, 吴军, 杨忠波, 彭倩, 邱绍宇. Zr-Sn-Nb-Fe-V合金在过热蒸汽中的周期性钝化-转折行为[J]. 金属学报, 2023, 59(2): 289-296. [3] 徐文国, 郝文江, 李应举, 赵庆彬, 卢炳聿, 郭和一, 刘天宇, 冯小辉, 杨院生. 微量Al、Ti对Inconel 690合金高温氧化行为的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(12): 1547-1558. [4] 解磊鹏, 孙文瑶, 陈明辉, 王金龙, 王福会. 制备工艺对FGH4097高温合金微观组织与性能的影响[J]. 金属学报, 2022, 58(8): 992-1002. [5] 丛鸿达, 王金龙, 王成, 宁珅, 高若恒, 杜瑶, 陈明辉, 朱圣龙, 王福会. 新型无机硅酸盐复合涂层制备及其在高温水蒸气环境的氧化行为[J]. 金属学报, 2022, 58(8): 1083-1092. [6] 杨亮, 吕皓天, 万春磊, 巩前明, 陈浩, 张弛, 杨志刚. 综述：活性元素作用机理——氧化物“钉扎”模型[J]. 金属学报, 2021, 57(2): 182-190. [7] 姚美意,张兴旺,侯可可,张金龙,胡鹏飞,彭剑超,周邦新. Zr-0.75Sn-0.35Fe-0.15Cr合金在250 ℃去离子水中的初期腐蚀行为[J]. 金属学报, 2020, 56(2): 221-230. [8] 赵明雨,甄会娟,董志宏,杨秀英,彭晓. 新型耐磨耐高温氧化NiCrAlSiC复合涂层的制备及性能研究[J]. 金属学报, 2019, 55(7): 902-910. [9] 姚美意, 林雨晨, 侯可可, 梁雪, 胡鹏飞, 张金龙, 周邦新. Sn对锆合金在280 ℃ LiOH水溶液中初期腐蚀行为的影响[J]. 金属学报, 2019, 55(12): 1551-1560. [10] 高博, 王磊, 宋秀, 刘杨, 杨舒宇, 千叶晶彦. 预氧化对Co-Al-W基高温合金高温氧化和热腐蚀行为的影响[J]. 金属学报, 2019, 55(10): 1273-1281. [11] 白银, 刘正东, 谢建新, 包汉生, 陈正宗. 预氧化处理对G115钢高温蒸气氧化行为的影响[J]. 金属学报, 2018, 54(6): 895-904. [12] 陈兵,高长源,黄娇,毛亚婧,姚美意,张金龙,周邦新,李强. β-(Nb, Zr)第二相合金在360 ℃去离子水中的腐蚀行为[J]. 金属学报, 2017, 53(4): 447-454. [13] 任伊宾, 李俊, 王青川, 杨柯. MRI磁兼容合金研究[J]. 金属学报, 2017, 53(10): 1323-1330. [14] 张文颖, 李俊, 周波. 金属连接体涂层材料MnCo2O4尖晶石的氧化动力学行为和电性能*[J]. 金属学报, 2016, 52(3): 355-360. [15] 韦天国,林建康,龙冲生,陈洪生. 蒸汽中的溶解氧对锆合金腐蚀行为的影响*[J]. 金属学报, 2016, 52(2): 209-216. Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed