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锆合金的种类有哪些?

2020-01-14

  锆合金是锆或其他金属的固溶体。锆具有非常低的热中子吸收截面,高硬度,延展性和耐腐蚀性。锆合金的主要用途是核技术领域,例如核反应堆内的燃料棒等。核级锆合金的典型组成是超过95%锆和低于2%的锡,铌,铁,铬,镍和其它金属,加入这些金属来提高机械性能和耐腐蚀性。

  锆合金的工业规模生产的锆基合金有两个系列:锆锡系和锆铌系。前者的代表是Zr-2合金,后者的代表是Zr-2.5Nb合金。锆和三种锆合金的成分和功能见表。锆的合金元素选择原则是:一不能明显增加锆的热中子吸收截面;二要在进步锆的耐蚀性和强度的一起不能过多地危害工艺功能。在锆锡系合金中,锡、铁、铬、镍的归纳参加(Zr-2合金),可进步资料的强度及耐蚀性、耐蚀膜的导热性,下降表面状况对腐蚀的敏感性;Zr-4合金中不含镍,并适当增加铁含量,此合金腐蚀吸氢量仅为Zr-2合金的一半左右。一般Zr-2合金用于沸水堆,Zr-4合金用于压水堆。在锆铌系合金中,铌的增加量到达运用温度下α-Zr的固溶极限时,合金的耐蚀功能较好。Zr-1Nb和Zr-2.5Nb合金中的铌含量高于运用温度下的固溶极限。超越的铌以过饱和状况存在于α-Zr中,对合金的抗蚀性不利,而以第二相β-Nb的形式存在却好得多。锆和锆合金中的金属杂质元素大都要求在50ppm以下,热中子吸收截面很大的元素(如硼和镉)不得超越0.5ppm;严峻危害耐腐蚀功能的氮不得高于80ppm;氧有一定的强化效果,其含量依强度要求一般为800~1600ppm。


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