熔融锆合金氧化凝固过程中微观结构演变过程模拟研究

1

作者 王浩理 张亚培 +2 位作者 田文喜 秋穗正 苏光辉 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第8期1670-1681,共12页

在压水堆发生严重事故时,锆合金包壳的熔融物氧化行为将使熔融物表观黏度增加,显著影响堆芯熔融物迁移与重定位过程,是堆芯降级过程中的关键现象。目前已开展的熔融锆合金氧化机理实验表明,熔融锆合金氧化凝固过程中的微观结构特征对其... 在压水堆发生严重事故时,锆合金包壳的熔融物氧化行为将使熔融物表观黏度增加,显著影响堆芯熔融物迁移与重定位过程,是堆芯降级过程中的关键现象。目前已开展的熔融锆合金氧化机理实验表明,熔融锆合金氧化凝固过程中的微观结构特征对其氧化动力学具有重要影响。本研究针对熔融锆氧化凝固过程建立了凝固相场-温度场-流场-氧浓度输运场多物理场耦合精细分析模型,模型的有效性与准确性经过了二维无限圆柱阵列间流动理论近似解与静电悬浮条件锆合金晶枝生长动力学实验的验证。基于建立的模型研究了温度、熔融物流动对熔融锆合金凝固过程微观结构演变的影响,模拟结果表明:熔融物流动将显著影响微观结构,迎流方向晶枝生长过程能够得到增强,晶枝生长方向将向来流方向发生偏转;温度会影响熔融锆氧化凝固生成物的晶体结构,在1855~1968℃范围内,体心立方结构的β-Zr相凝固会形成棱形微观结构;在1968~2129℃范围内,密排六方结构的α-Zr(O)相凝固会形成六边形微观结构。温度还会影响二元相图中的液相线平衡氧摩尔分数与平衡二元分配系数参数,造成不同温度下氧化凝固过程的熔体氧浓度不均匀性各异。通过对熔融锆合金凝固过程中微观结构演变过程建立精细模型,能够为熔融锆合金氧化实验现象分析提供理论工具。 展开更多

关键词 严重事故 锆合金包壳 氧化行为 凝固行为 多物理场耦合

在线阅读 下载PDF 职称材料

液态铅铋回路设计研制与材料腐蚀实验初步研究 被引量：55

2

作者 吴宜灿 黄群英 +11 位作者 柏云清 高胜 朱志强 陈雅萍 凌新圳 刘静 祝玲琳 王改英 赵连晋 周涛 陈红丽 FDS团队 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2010年第3期238-243,共6页

铅铋合金共晶体是加速器驱动次临界系统(ADS)重要的散裂靶材料和冷却剂候选材料,也是先进快中子堆的重要冷却剂材料,液态铅铋回路是开展液态铅铋合金相关技术研究的必备实验平台。FDS团队正在设计研制KYLIN系列铅铋实验回路,本文基于中... 铅铋合金共晶体是加速器驱动次临界系统(ADS)重要的散裂靶材料和冷却剂候选材料,也是先进快中子堆的重要冷却剂材料,液态铅铋回路是开展液态铅铋合金相关技术研究的必备实验平台。FDS团队正在设计研制KYLIN系列铅铋实验回路,本文基于中国首座热对流铅铋回路KYLIN-Ⅰ开展了马氏体钢T92、CLAM和奥氏体钢316L在480℃下,流速为0.14 m/s的饱和氧浓度铅铋中的腐蚀实验研究。初步实验结果显示,三种实验材料均发生氧化腐蚀。 展开更多

关键词 加速器驱动次临界系统 铅铋合金 铅铋回路 腐蚀

在线阅读 下载PDF 职称材料

高Co热作钢在AZ91D镁合金液中腐蚀行为 被引量：15

3

作者 刘树勋 刘宪民 +2 位作者 李培杰 吴振宁 曾大本 《中国腐蚀与防护学报》 CAS CSCD 2003年第2期120-123,共4页

利用扫描电镜和能谱分析等手段研究了HDM钢在AZ91D镁合金液中的腐蚀行为 .结果表明 ,HDM钢与镁合金液之间产生了化学反应 ,生成腐蚀产物层 .在反应初期 ,腐蚀层疏松 ,基本不具有保护性 ;随着反应的进行 ,腐蚀层逐渐加厚致密 ,具有较好... 利用扫描电镜和能谱分析等手段研究了HDM钢在AZ91D镁合金液中的腐蚀行为 .结果表明 ,HDM钢与镁合金液之间产生了化学反应 ,生成腐蚀产物层 .在反应初期 ,腐蚀层疏松 ,基本不具有保护性 ;随着反应的进行 ,腐蚀层逐渐加厚致密 ,具有较好的保护作用 ,减缓了腐蚀速度 .HDM钢与镁合金液之间的反应主要是在钢中的Fe、Mn、Cr、Co和镁合金液中的Al、Mn之间进行 ,钢中其它元素如Mo、W、Si等和镁液中的Mg和Zn等都没有参与反应 .腐蚀速率由Fe、Al。 展开更多

关键词 高钴热作钢 液态镁合金 液态金属腐蚀 AZ91D镁合金

在线阅读 下载PDF 职称材料

液态金属腐蚀的研究进展 被引量：19

4

作者 刘树勋 李培杰 曾大本 《腐蚀科学与防护技术》 CAS CSCD 北大核心 2001年第5期275-278,共4页

分析了液态金属对固态金属材料的腐蚀形式 ,就国内外关于纯金属、合金材料在液态金属中的腐蚀行为及防护措施的研究进展作了评述 。

关键词 液态金属 腐蚀 镁合金

在线阅读 下载PDF 职称材料

盛装储热铝硅共晶合金的容器材料研究 被引量：11

5

作者 李辉鹏 张仁元 +1 位作者 陈枭 刘宗建 《广东工业大学学报》 CAS 2009年第2期36-39,共4页

采用剥离法测定容器材料腐蚀层重量等一系列试验,并对其结果进行了总结分析.结果表明:在温度不高于620℃的情况下,作为容器材料碳化硅明显比316不锈钢的抗熔融铝硅合金液腐蚀性能优越,石墨容器不能盛装熔融铝硅合金.在经过240次的热循... 采用剥离法测定容器材料腐蚀层重量等一系列试验,并对其结果进行了总结分析.结果表明:在温度不高于620℃的情况下,作为容器材料碳化硅明显比316不锈钢的抗熔融铝硅合金液腐蚀性能优越,石墨容器不能盛装熔融铝硅合金.在经过240次的热循环测试后,碳化硅试样基本没有被腐蚀,抗腐蚀性能优越,可用于高温太阳能热发电蓄热系统中. 展开更多

关键词 太阳能热发电 金属相变储热材料 熔融铝硅合金 高温腐蚀

在线阅读 下载PDF 职称材料

太阳能热发电中换热管石墨防护套环的制备与研究 被引量：3

6

作者 陈枭 张仁元 李风 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期100-102,114,共4页

太阳能热发电中的Al-12.07%Si(质量分数,下同)储能材料在高温下有很强的腐蚀作用。采用石墨套环包覆20G钢换热管,使换热管与熔融铝硅合金隔离,石墨良好的抗腐蚀性将保护换热管不受熔融铝硅合金的腐蚀。

关键词 熔融铝硅合金 腐蚀 20G钢 石墨套环

在线阅读 下载PDF 职称材料

熔融盐热腐蚀的电化学阻抗模型 被引量：20

7

作者 曾潮流 王文 吴维 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1999年第7期751-754,共4页

研究了Ni3Al，FeAl合金及溅射CoCrAlY涂层在熔融盐腐蚀过程中的阻抗谱特征根据合金在熔融盐腐蚀过程中表面氧化隐形成的特点。井结合阻抗实验结果，提出了金属材料在熔融盐腐蚀过程中的电化学阻抗模型；当合金表面形成完整、致密的氧化... 研究了Ni3Al，FeAl合金及溅射CoCrAlY涂层在熔融盐腐蚀过程中的阻抗谱特征根据合金在熔融盐腐蚀过程中表面氧化隐形成的特点。井结合阻抗实验结果，提出了金属材料在熔融盐腐蚀过程中的电化学阻抗模型；当合金表面形成完整、致密的氧化膜时，其阻抗谱呈双容抗弧特征；反之，当氧化膜疏松、多孔时，则表现为受氧化剂扩散控制；当合金表面氧化膜不完整或金属涂层遭受局部较快腐蚀时。 展开更多

关键词 熔融盐 热腐蚀 金属材料 阻抗谱 电化学阻抗模型

在线阅读 下载PDF 职称材料

TiAl金属间化合物在熔融碳酸盐中的热腐蚀行为 被引量：3

8

作者 关春红 唐兆麟 +1 位作者 王福会 吴维 《腐蚀科学与防护技术》 CAS CSCD 2000年第3期134-137,共4页

研究了TiAl金属间化合物在熔融碳酸盐中的热腐蚀行为 .TiAl在 650℃ (Li,K) 2 CO3 中表现出良好的抗热腐蚀性能 ,形成的腐蚀产物主要由LiAlO2 和Li2 TiO3 组成 ,其下层是TiO2 和Al2 O3 .在 750℃时腐蚀产物中Li2 TiO3

关键词 TIAL金属间化合物 熔融碳酸盐 热腐蚀 燃烧电池

在线阅读 下载PDF 职称材料

超音速火焰喷涂包覆涂层的高温氧化性能 被引量：3

9

作者 胡传顺 王福会 吴维 《腐蚀科学与防护技术》 CAS CSCD 北大核心 2001年第z1期421-423,共1页

采用超音速火焰喷涂方法制备包覆涂层 ,进行空气中静态和循环氧化试验和扫描电镜分析 ,结果表明 ,涂层具有较好的抗静态高温氧化性能 ,在 90 0℃× 10 0h和 10 0 0℃× 10 0h条件下 ,涂层无剥落现象发生 。

关键词 超音速火焰喷涂 包覆涂层 高温氧化

在线阅读 下载PDF 职称材料

Pd-Ni-Al涂层的循环氧化和在Na_2SO_4熔盐中的热腐蚀行为 被引量：1

10

作者 何大雄 管恒荣 +1 位作者 姜晓霞 孙晓峰 《腐蚀科学与防护技术》 CAS CSCD 2000年第4期207-210,共4页

研究了低温高活性 (LTHA)Pd Ni Al涂层在 1 0 50℃的循环氧化和Na2 SO4熔盐中的热腐蚀行为 .结果表明 ,Pd Ni Al涂层抗循环氧化性能优于单渗铝涂层 ;在 90 0℃Na2 SO4熔盐中的高温热腐蚀结果表明 ,Pd Ni Al涂层表面生成一层致密的氧化... 研究了低温高活性 (LTHA)Pd Ni Al涂层在 1 0 50℃的循环氧化和Na2 SO4熔盐中的热腐蚀行为 .结果表明 ,Pd Ni Al涂层抗循环氧化性能优于单渗铝涂层 ;在 90 0℃Na2 SO4熔盐中的高温热腐蚀结果表明 ,Pd Ni Al涂层表面生成一层致密的氧化膜 ,抗热腐蚀性能接近Pt Al涂层 ,优于单渗铝涂层 .初步分析了Pd Ni Al涂层的高温腐蚀机理 . 展开更多

关键词 Pd-Ni-Al涂层 循环氧化 热腐蚀 熔盐腐蚀

在线阅读 下载PDF 职称材料

储热锅炉换热管的高温腐蚀研究 被引量：1

11

作者 陈枭 毛凌波 +2 位作者 陈志鹏 莫德禧 李诚悦 《广东工业大学学报》 CAS 2009年第4期42-44,53,共4页

Al-12.07%Si共晶合金在高温下有很强的腐蚀作用。采用石墨套环包覆310S不锈钢、20G钢换热管,使换热管与熔融铝硅合金隔离。石墨的良好抗腐蚀性将保护换热管不受熔融铝硅合金的腐蚀。

关键词 熔融铝硅合金 腐蚀 310S不锈钢 20G钢 石墨套环

在线阅读 下载PDF 职称材料

Si、Sn、Mg对Q235钢在铝浴中腐蚀行为的影响 被引量：1

12

作者 王晓亮 古缘 +2 位作者 刘忆 鲍亚楠 杨绍斌 《材料保护》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期42-46,共5页

为降低钢在铝液中的腐蚀,通过对比纯铝、Al-Si、Al-Sn、Al-Mg铝合金熔体静态腐蚀作用下Q235钢/熔体界面的结构、形貌和腐蚀速率,研究了Si、Sn、Mg元素对Q235在铝合金熔体中静态腐蚀的影响。结果表明:Q235在不同铝合金熔体中均发生腐蚀,... 为降低钢在铝液中的腐蚀,通过对比纯铝、Al-Si、Al-Sn、Al-Mg铝合金熔体静态腐蚀作用下Q235钢/熔体界面的结构、形貌和腐蚀速率,研究了Si、Sn、Mg元素对Q235在铝合金熔体中静态腐蚀的影响。结果表明:Q235在不同铝合金熔体中均发生腐蚀,表面均形成Fe_2Al_5金属间化合物层,在铝液中添加Si可以使形成的Fe_2Al_5层由舌状转变为平板状,减小Fe_2Al_5层厚度,并显著减缓腐蚀速率;添加Sn和Mg不改变Fe_2Al_5层的形态和厚度,减缓腐蚀速率效果不如Si显著;Si、Sn、Mg不改变Fe_2Al_5择优生长的特点;Si降低腐蚀速率的机制是阻塞Fe_2Al_5空位孔道抑制原子扩散;Sn、Mg降低腐蚀速率的机制是占位阻隔减缓扩散速率。 展开更多

关键词 SI SN Mg 铝液腐蚀 Fe2Al5 Q235钢

在线阅读 下载PDF 职称材料

310S不锈钢石墨防护套环的制备与研究 被引量：1

13

作者 陈枭 张仁元 李风 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2011年第6期72-74,共3页

太阳能热发电中的Al-12.07%Si共晶合金储能材料在高温下有很强的腐蚀作用,研究中采用石墨套环包覆310S不锈钢换热管,使换热管与熔融铝硅合金隔离来解决储能材料的腐蚀作用。结果表明,石墨良好的抗腐蚀性将保护换热管不受熔融铝-硅合金... 太阳能热发电中的Al-12.07%Si共晶合金储能材料在高温下有很强的腐蚀作用,研究中采用石墨套环包覆310S不锈钢换热管,使换热管与熔融铝硅合金隔离来解决储能材料的腐蚀作用。结果表明,石墨良好的抗腐蚀性将保护换热管不受熔融铝-硅合金的腐蚀。 展开更多

关键词 熔融铝硅合金 腐蚀 310S 石墨套环

原文传递

铝含量对铁基合金耐液锌腐蚀性能的影响

14

作者 赵满秀 苏旭平 +1 位作者 尹付成 刘亚 《金属热处理》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期41-45,共5页

用扫描电镜(SEM)观察Fe-B-Al合金基体和腐蚀界面的显微组织,用能谱仪(EDS)分析各相的化学成分,用失重法测定合金的腐蚀速率,研究了铝含量对硼铁耐液锌腐蚀性能的影响,并用显微压痕法评定了耐蚀性较好的合金的力学性能。试验结果表明,硼... 用扫描电镜(SEM)观察Fe-B-Al合金基体和腐蚀界面的显微组织,用能谱仪(EDS)分析各相的化学成分,用失重法测定合金的腐蚀速率,研究了铝含量对硼铁耐液锌腐蚀性能的影响,并用显微压痕法评定了耐蚀性较好的合金的力学性能。试验结果表明,硼铁中铝含量大于18%时,主要形成与锌液不湿润的Fe-Al金属间化合物,具有很好的耐液锌腐蚀性;少量的B富集于晶界,起净化晶界作用,提高了硼铁材料的韧性。Fe-24Al-4.2B和Fe-27Al-2.8B合金在锌液中既具有良好的耐蚀性,又具有较好的韧性,在镀锌工业中具有实际应用价值。 展开更多

关键词 硼铁 铝 金属间化合物 耐液锌腐蚀 韧性

在线阅读 下载PDF 职称材料

316Ti焊接接头在静态钠液中腐蚀的表面膜

15

作者 田松亚 陈学定 +1 位作者 路文江 夏天东 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 1999年第3期52-56,共5页

奥氏体不锈钢ＳＵＳ３１６ Ｔｉ 的手工焊焊接接头（ 焊条Ａ１０２） 承受８０ ％ 的屈服拉应力，在氧浓度为１－０ ×１０ － ４ ，温度为５５０ ℃的液态钠中腐蚀１５００ｈ ，对试样进行ＳＥＭ 和Ａｕｇｅｒ 俄歇能谱分析以及Ａ... 奥氏体不锈钢ＳＵＳ３１６ Ｔｉ 的手工焊焊接接头（ 焊条Ａ１０２） 承受８０ ％ 的屈服拉应力，在氧浓度为１－０ ×１０ － ４ ，温度为５５０ ℃的液态钠中腐蚀１５００ｈ ，对试样进行ＳＥＭ 和Ａｕｇｅｒ 俄歇能谱分析以及Ａｒ＋ 的溅射．结果表明，焊缝中由于存在δ铁素体，加速了Ｃｒ，Ｎｉ 的扩散，使其抗钠腐蚀性能下降．而焊接接头的热影响区母材的腐蚀机理都为晶间腐蚀，所以无明显差异．因此在制造快堆时，必须考虑到焊缝中的δ铁素体含量，以保证快中子增殖堆的安全运行． 展开更多

关键词 奥氏体不锈钢 焊接接头 钠腐蚀 表面膜

在线阅读 下载PDF 职称材料

HDM钢在AZ91DMg合金液中的腐蚀行为

16

作者 刘树勋 李培杰 +1 位作者 吴振宁 曾大本 《腐蚀科学与防护技术》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期72-74,共3页

利用扫描电镜和能谱分析等手段研究了HDM钢在AZ91DMg合金液中的腐蚀行为 .结果表明 ,HDM钢与Mg合金液之间产生了化学反应 ,生成腐蚀产物层 .反应初期 ,腐蚀层疏松 ,基本不具有保护性 ;随着反应的进行 ,腐蚀层逐渐加厚致密 ,具有较好的... 利用扫描电镜和能谱分析等手段研究了HDM钢在AZ91DMg合金液中的腐蚀行为 .结果表明 ,HDM钢与Mg合金液之间产生了化学反应 ,生成腐蚀产物层 .反应初期 ,腐蚀层疏松 ,基本不具有保护性 ;随着反应的进行 ,腐蚀层逐渐加厚致密 ,具有较好的保护作用 ,减缓了腐蚀速度 .HDM钢与Mg合金液之间的反应主要是在钢中的Fe、Mn、Cr、Co和Mg合金液中的Al、Mn之间进行 ;腐蚀动力学过程可分为快速反应 。 展开更多

关键词 高Co热作钢 液态镁合金 液态金属腐蚀

在线阅读 下载PDF 职称材料

涡轮表面腐蚀原因分析

17

作者 王影 谢国君 +1 位作者 韩露 逄锦程 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期68-72,共5页

镍基高温合金涡轮在运行一段时间后表面发生了严重腐蚀、叶片尺寸减小。通过对涡轮表面观察、测试与分析,确定了涡轮表面腐蚀为热腐蚀,腐蚀机理为钠盐热腐蚀,腐蚀介质为含硫钠盐,随着热腐蚀的加重,腐蚀产物不断剥落,导致叶片尺寸逐渐减... 镍基高温合金涡轮在运行一段时间后表面发生了严重腐蚀、叶片尺寸减小。通过对涡轮表面观察、测试与分析,确定了涡轮表面腐蚀为热腐蚀,腐蚀机理为钠盐热腐蚀,腐蚀介质为含硫钠盐,随着热腐蚀的加重,腐蚀产物不断剥落,导致叶片尺寸逐渐减小。涡轮表面发生热腐蚀原因是由于发动机燃油燃烧不充分,导致表面接触甚至沉积含硫钠盐,在发动机高温的共同作用下发生热腐蚀。 展开更多

关键词 涡轮 镍基高温合金 热腐蚀 钠盐

在线阅读 下载PDF 职称材料

锌液冷却管损坏机理的研究

18

作者 袁望姣 何将三 《中国工程科学》 2005年第9期56-60,共5页

炼锌工业中广泛使用由无缝钢管冷弯而成的冷却管来实现锌液的冷却。冷却管的使用寿命非常短,消耗量相当大。锌液的表面张力小,渗透性强,腐蚀性强,能与冷却管中的铁元素生成铁-锌合金,能溶解冷却管中碳、硅等元素,锌液对冷却管的强腐蚀性... 炼锌工业中广泛使用由无缝钢管冷弯而成的冷却管来实现锌液的冷却。冷却管的使用寿命非常短,消耗量相当大。锌液的表面张力小,渗透性强,腐蚀性强,能与冷却管中的铁元素生成铁-锌合金,能溶解冷却管中碳、硅等元素,锌液对冷却管的强腐蚀性,是影响锌液冷却管使用寿命的决定性因素;锌液冷却管的损坏是高温腐蚀和应力腐蚀共同作用的结果,热应力和残余应力促使其损坏由高温腐蚀向应力腐蚀发展;冷却管损坏位置由热应力和残余应力共同决定,其中热应力起主导作用。 展开更多

关键词 锌液 冷却管 损坏机理 高温腐蚀 应力腐蚀

在线阅读 下载PDF 职称材料

WC含量对Stellite6激光熔覆涂层耐液态铅铋腐蚀性能的影响 被引量：5

19

作者 张彦超 韦朋余 +3 位作者 朱强 赵文涛 雷玉成 曾庆波 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期5154-5160,共7页

为提高316L不锈钢耐高速流液态铅铋腐蚀能力,采用激光熔覆方法,通过在Stellite6合金中添加不同比重的WC制备熔覆层,将加工好的试样放进400℃的高温铅铋熔融炉进行500 h高速流实验,相对流速设定为3.23 m/s。使用SEM、XRD、EDS、OM和激光... 为提高316L不锈钢耐高速流液态铅铋腐蚀能力,采用激光熔覆方法,通过在Stellite6合金中添加不同比重的WC制备熔覆层,将加工好的试样放进400℃的高温铅铋熔融炉进行500 h高速流实验,相对流速设定为3.23 m/s。使用SEM、XRD、EDS、OM和激光共聚焦显微镜观察了熔覆层腐蚀前后的微观组织和表面形貌,结果表明:随着WC含量增加,熔覆层的硬度值也逐渐增加,当WC添加量在10%时,耐磨性最好,表面粗糙度值最低为33.6μm;不同WC含量的熔覆层均能够有效地提升耐蚀性能,当WC添加量在10%时,渗氧层的深度最小,为2.8μm。 展开更多

关键词 Stellite6涂层 WC含量 铅铋腐蚀 耐蚀性 耐磨性

在线阅读 下载PDF 职称材料

Fe-B共晶合金在锌液中的腐蚀行为 被引量：2

20

作者 李虹云 马瑞娜 +1 位作者 曹晓明 李贺坤 《腐蚀与防护》 CAS 北大核心 2010年第12期905-908,共4页

在500℃的锌液中,对Fe-B共晶合金进行恒温静态腐蚀试验。对其腐蚀动力学和基体/Zn腐蚀界面进行研究,探讨了Fe-B共晶合金在锌液中的腐蚀过程和机理。结果表明,Fe-B共晶合金有比较好的耐锌液腐蚀性能;锌液腐蚀基体的过程是Fe原子和Zn原子... 在500℃的锌液中,对Fe-B共晶合金进行恒温静态腐蚀试验。对其腐蚀动力学和基体/Zn腐蚀界面进行研究,探讨了Fe-B共晶合金在锌液中的腐蚀过程和机理。结果表明,Fe-B共晶合金有比较好的耐锌液腐蚀性能;锌液腐蚀基体的过程是Fe原子和Zn原子相互扩散的过程;扩散导致新相的形成,在热应力和锌液冲击应力以及新相生长的拉应力的作用下,腐蚀层产生裂纹断裂并溶解。腐蚀以此方式反复进行,最终导致合金失效。 展开更多

关键词 Fe-B共晶合金 锌液腐蚀 扩散 溶解

在线阅读 下载PDF 职称材料