金属学报

作者：廖京京, 张伟, 张君松, 吴军, 杨忠波, 彭倩, 邱绍宇

单位：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

关键词：锆合金,均匀腐蚀,周期性转折,四方ZrO₂,O空位,

基金：国家自然科学基金项目(51771098);中核集团重大专项项目([2016]298)

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。

来源：2023年第2期

《金属学报》期刊编辑部

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