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        Zr—3的研究進(jìn)展及應(yīng)用前景

        2016-04-26 11:54:44高揚(yáng)沈艷祥李哲
        科技視界 2016年9期
        關(guān)鍵詞:核工業(yè)耐腐蝕性力學(xué)性能

        高揚(yáng) 沈艷祥 李哲

        【摘 要】鋯作為耐氧化、耐腐蝕的易加工金屬,在海洋、化工和核工業(yè)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。本文綜述了工業(yè)純鋯Zr-3(ASTM中R60702)的成分及制備,力學(xué)性能及影響因素,焊接工藝及耐腐蝕性。本文闡述了Zr-3在一般工業(yè)上的應(yīng)用,并展望其在核工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。

        【關(guān)鍵詞】Zr-3;R60702;工業(yè)純鋯;性能研究;核工業(yè)應(yīng)用

        鋯(Zirconium)位于元素周期表第IV-B族,室溫下晶界結(jié)構(gòu)呈密排六方晶格結(jié)構(gòu),在865℃時(shí)發(fā)生相變,由α-Zr轉(zhuǎn)變?yōu)轶w心立方結(jié)構(gòu)的β-Zr。由于金屬鋯具有高熔點(diǎn)(1852℃),耐氧化,優(yōu)異的耐腐蝕性,良好的導(dǎo)熱性能(熱導(dǎo)率22Wm-1K-1),熱中子吸收截面?。▽?duì)2200m/s的中子,俘獲截面0.185×10-28m2)以及良好的加工性能和力學(xué)性能,純鋯及其合金常被制成管材、板材、棒材、鍛件等用于海洋、化工和核工業(yè)領(lǐng)域。關(guān)于鋯及其合金如Zr-1(R60700)、Zr-2(R60802)、Zr-3(R60702)、Zr-4(R60804)、Zr-5(R60705)、M5(Zr-1.0Nb-0.16O)等,在微觀組織、退火行為、耐氧化、耐腐蝕性以及應(yīng)用等方面國內(nèi)外已進(jìn)行了大量報(bào)道,對(duì)于Zr-3在化工領(lǐng)域壓力容器或換熱器的應(yīng)用,業(yè)已進(jìn)行了深入討論。本文主要綜述工業(yè)純鋯Zr-3(ASTM中R60702)的成分及制備,力學(xué)性能及影響因素,焊接工藝及耐腐蝕性,及其在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。

        1 工業(yè)純鋯Zr-3的制備及成分

        目前,常用的鋯合金熔煉方法有三種:真空非自耗電弧爐熔煉、水冷銅坩堝感應(yīng)熔煉和真空自耗感應(yīng)熔煉。真空自耗電弧爐熔煉法是工業(yè)上生產(chǎn)金屬鋯的主要方法,通過加入不同含量的不同元素(Fe、Cr、Sn、Nb等),可以得到適應(yīng)不同實(shí)際需求的鋯合金。中國國標(biāo)和美國標(biāo)準(zhǔn)中Zr-3(R60702)的化學(xué)成分含量列于表1。

        表1 Zr-3的化學(xué)成分[1-4]

        從表1可以看出,Zr-3(R60702)的化學(xué)成分中含有鉿元素,其含量不大于(4.5±0.10)%。金屬鉿是有效的長壽命中子吸收材料,具有熱中子吸收截面較大(1.15×10-26m2),良好的力學(xué)性能和耐腐蝕性能,熔點(diǎn)高等特點(diǎn)。除了對(duì)于熱中子吸收性能的差別,鉿的耐腐蝕性甚至還要優(yōu)于鋯,因此,Zr-3中鉿元素的存在對(duì)于其在腐蝕介質(zhì)環(huán)境下的應(yīng)用并無影響。

        2 Zr-3的力學(xué)性能研究

        中國國標(biāo)和美國標(biāo)準(zhǔn)中退火態(tài)Zr-3的管材、板材、棒材、鍛件的力學(xué)性能列于表2。

        表2 Zr-3的力學(xué)性能

        通過控制加工變形量和退火溫度,Zr-3可以獲得不同的組織性能。隨著變形量的增加,位錯(cuò)密度和孿晶數(shù)量增加,組織更加精細(xì),抗拉強(qiáng)度增強(qiáng),但延伸率降低。試驗(yàn)證明,當(dāng)變形量達(dá)到90%時(shí),Zr-3材料的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度可分別提高到723MPa和637MPa,但延伸率降低到了10.8%;在變形量40%時(shí),Zr-3的應(yīng)變軟化和硬化臨界應(yīng)變速率為1×10-2s-1。在500~700℃退火,Zr-3可以獲得較好的強(qiáng)度和延伸率[5-7]。

        3 Zr-3的耐蝕性及焊接性研究

        鋯是鈍化金屬,其標(biāo)準(zhǔn)電極電位為-1.539V。鋯與氧有很強(qiáng)的親和力,在室溫就可以和空氣中氧氣發(fā)生反應(yīng)生成致密的氧化膜,從而保護(hù)基體金屬。研究表明,Zr-3在500~700℃氧化后表面的氧化物主要為ZrO2,表面硬度增加[8]。純鋯對(duì)于干氯氣、過氧化氫、苛性堿、發(fā)煙硫酸、鹽酸、醋酸等具有優(yōu)異的耐腐蝕性,但在氫氟酸、濃磷酸、濃硫酸、溴水、王水、氫溴酸中容易發(fā)生腐蝕,并在含F(xiàn)e3+、Cu2+的鹽酸中可能會(huì)發(fā)生點(diǎn)蝕與應(yīng)力腐蝕[9]。

        鋯的焊接性和鉻鎳不銹鋼近似,熱膨脹系數(shù)(5.5×10-6/℃)是工程用金屬材料中最低的,焊接變形小。彈性模量(海綿鋯8.96×104MPa)較小,焊接殘余應(yīng)力小。但在焊接過程中應(yīng)嚴(yán)防氮、氧、碳、氫等間隙元素的污染,避免產(chǎn)生氣孔和間隙腐蝕。鋯材的焊接方法很多,包括熔焊、釬焊、固態(tài)焊等,最常用的焊接方法之一是TIG焊。研究表明,Zr-3(R60702)的TIG焊接接頭中熱影響區(qū)的耐腐蝕性最差,在5mol/L的醋酸溶液中,熱影響區(qū)的點(diǎn)蝕情況較為嚴(yán)重,焊縫區(qū)的耐蝕性較差,母材的耐蝕性不受影響[10-11]。

        4 Zr-3材料的應(yīng)用

        在石油、化工、冶金、醫(yī)藥等工業(yè)領(lǐng)域中苛刻的腐蝕條件下,不銹鋼和鎳基合金都無法滿足使用要求時(shí),鋯材是優(yōu)異的材料選擇。

        醋酸工業(yè)中,國內(nèi)外廠家廣泛采用鋯反應(yīng)器、換熱器、管道等,合肥某家機(jī)械研究院研制的采用Zr-3板制作的醋酸生產(chǎn)中的冷卻器,為鋯設(shè)備國產(chǎn)化提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。硫酸工業(yè)中,鋯制殼式和管式換熱器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的石墨換熱器。鋯材設(shè)備對(duì)于工業(yè)中高濃度硝酸也比不銹鋼和鈦材具有優(yōu)勢,國外一家化工廠處理99%濃度的硝酸時(shí),采用了鋯制U型管冷卻器。在氯化洗滌器,鋯材代替?zhèn)鹘y(tǒng)的塑料部件,使其使用壽命可提高到25年。在最早使用鋯制設(shè)備的尿素工業(yè)中,鋯材主要用于熱交換器、冷凝器、反應(yīng)器、管道系統(tǒng)、泵閥及密封件。由于鋯的無毒且耐鹽酸腐蝕,鋯材還廣泛應(yīng)用與食品和醫(yī)藥生產(chǎn)中[12-13]。

        相比不銹鋼,鋯材的價(jià)格要昂貴許多。對(duì)于在苛刻的腐蝕環(huán)境下使用,雖然設(shè)備投資較大,但從設(shè)備壽命、工人勞動(dòng)強(qiáng)度、安全環(huán)保等方面綜合考慮,成本是降低的。

        5 結(jié)語

        目前,鋯材在核工業(yè)中的應(yīng)用較為廣泛,核燃料及附屬材料中采用鋯的氟化物作為液體燃料的熔鹽;采用Zr-2(R60802)和Zr-4(R60804)合金制作燃料元件的包套管;采用M5(Zr-1.0Nb-0.16O)合金制造的包殼材料用于AFA3G燃料組件中等。工業(yè)純鋯Zr-3在一般工業(yè)領(lǐng)域已有成熟的應(yīng)用,且對(duì)其性能、焊接和耐蝕性的研究已經(jīng)相當(dāng)深入,結(jié)合核電廠設(shè)備的壽命相對(duì)較長及較難更換的特點(diǎn),對(duì)于Zr-3材料應(yīng)用于核工業(yè)設(shè)備的研究有待完善。

        【參考文獻(xiàn)】

        [1]GB/T 26314-2010,鋯及鋯合金牌號(hào)和化學(xué)成分[Z].

        [2]ASTM B493, Standard Specification for Zirconium and Zirconium Alloy Forgings [Z].

        [3]ASTM B550/B550M, Standard Specification for Zirconium and Zirconium Alloy Bar and Wire[Z].

        [4]ASTM B551/B551M, Standard Specification for Zirconiumand Zirconium Alloy Strip, Sheet, and Plate[Z].

        [5]肖洋洋.不同變形方式對(duì)Zr702組織及力學(xué)性能的影響研究[D].燕山大學(xué),2012:11-47.

        [6]Ma Min, Li Ming-he, Tan Yuan-biao, etc. Microstructure and texture evolution in commercial-purity Zr 702 during cold rolling and annealing[J].International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials, 2014,21(8):785-795.

        [7]Hu Rou-mei,Ling Xiang。Three-dimensional Numerical Simulation on Plastic Damage in Small Punch Specimen of Zirconium[J].International Journal of Pressure Vessels and Piping,2009,86:813-817.

        [8]田曉東,王利捷,郝建民,唐美靜.Zr-3在500~700℃的氧化及磨損行為[J].熱加工工藝,2013,42(12):79-83.

        [9]余存燁,余毅駿.“外星”金屬鈦、鋯、鉭[J].稀有金屬快報(bào),2004,23(10):31-34.

        [10]凌堃,王正東.TIG焊對(duì)工業(yè)純鋯R60702接頭腐蝕性能的影響[J].核動(dòng)力工程,2013,34(3):37-41.

        [11]左小濤,王國平,雍文佳,張建.鋯R60702焊接接頭在有機(jī)酸中的腐蝕性研究[J].金屬功能材料,2011,18(4):47-50.

        [12]王旭峰,李中奎,周軍,田鋒.鋯合金在核工業(yè)中的應(yīng)用及研究進(jìn)展[J].材料熱處理技術(shù),2012,41(02):71-74.

        [13]李成剛,李獻(xiàn)軍,王鎬,等.工業(yè)級(jí)鋯材設(shè)備的應(yīng)用及其制造技術(shù)[J].鈦工業(yè)進(jìn)展,2014,31(3):14-17.

        [責(zé)任編輯:王楠]

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