关键词:
Zr合金
腐蚀
氧化膜
溶解氧
空泡份额
水垢
摘要:
为了揭示空泡份额对高温富氧水中Zr合金表面水垢沉积和腐蚀行为的影响规律,采用高温高压动水回路试验,对Zr-4和SZA-4合金包壳管开展42 d腐蚀行为的对比评价研究。通过扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对Zr合金氧化膜及水垢的显微组织进行了观察,采用氢含量分析仪对吸氢量进行测定。结果表明,随着沿包壳管轴向温度和空泡份额的提高,两种Zr合金氧化膜厚度均表现出增加趋势,氧化膜/基体(O/M)界面的起伏程度加剧,同时吸氢量随之增加。腐蚀42 d时,两种Zr合金均处于腐蚀转折前的早期阶段,氧化膜保持良好的致密性及保护性,外层为等轴晶区,内层为柱状晶区,分布着较多尚未被完全氧化的第二相析出粒子(SPPs),同时O/M界面存在明显的过渡层。包壳管表面水垢主要由不同晶粒尺寸的Fe的氧化物组成,可分为“疏松区”和“致密区”,其中疏松区的晶粒细小,存在大量孔洞。含Nb的SZA-4合金的氧化膜厚度大于无Nb的Zr-4合金,高温富氧水中的耐腐蚀性能较差,证实了Nb元素增加富氧环境中Zr合金腐蚀速率的事实,而这与常规压水堆环境中的腐蚀规律相反。