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中文摘要 摘 要 本文以一种新型国产 Zr-Sn-Nb 合金为研究对象，以金相显微镜（OM ）、扫 描电子显微镜（SEM ）和透射电子显微镜（TEM ）为主要手段，结合各种现代测 试分析技术，对研究对象采取不同的淬火以及时效处理，系统研究了不同淬火工 艺、时效温度及时间对Zr-Sn-Nb 合金中显微组织以及第二相析出及演变规律的影 响，主要结论如下： 不同淬火工艺下样品的显微组织有所差别，淬火样品中板条宽度随着分级淬 火温度的降低而增大；随着淬火过程中分级淬火温度的降低，淬火后微观组织变 化依次为：板条状马氏体+针状马氏体 （1030C ）→板条状马氏体+针状马氏体+ basket-weave 魏氏组织（900C ）→Lenticular （800C 、700C）；在1030C 及900C ̅ 淬火后的样品中观察到{1011}孪晶。 四种状态下的样品淬火后都仅发现了残余β 相+ω 相，β 相主要为棒状和块状， ω 相呈白色颗粒状。在残余β 相中存在着Fe 元素和Nb 元素的偏聚，1030C 下水 冷的组织中仅有 Fe 元素的富集，随着分级淬火温度的降低，Nb 元素扩散偏聚程 度逐步加深，在残余β 相中检测到Nb 元素的含量也逐渐增加。α 和β 相、β 和ω - - - - 相之间均存在一定的取向关系，即1120 //111 ，(0001) //(111) ，[2110] //[101] 。 α β ω β ω β 在时效过程中，随着时效时间的延长和合金元素的扩散，第二相尺寸增大、 数量增加，且一般先在板条界面或者晶界处析出，随后逐渐扩散长大并在基体内 部析出。在合金元素扩散方面，Fe 元素扩散速率大于 Nb 元素，因此在时效过程 中一般先Zr-Fe 相先于Zr-Nb-Fe 相析出。在时效过程中，淬火时的残余β 相会逐 渐分解，但是在时效温度达到 650C （高于偏析温度）且保温时间较长时，Zr-Nb 体系会发生偏析反应形成尺寸较大、Nb 含量较高的偏析β-Zr ，其成分与残余β-Zr 有所差异。1030C 下和900C 分级淬火后的样品在580C 和650C 时效过程中的 析出顺序有所差别，但是析出规律基本相同，在580C 时效时残余β+ω 相分解， 样品内部先析出Orthorhomic 结构的Zr Fe 相，后析出HCP 结构的Zr(Nb,Fe) 相和 3 2 FCC 结构的(Zr,Nb) Fe ，Zr Fe 相消失；650C 时效过程中除了上述转变过程之外， 2 3 还发生偏析反应析出β-Zr ，时效后期稳定为β-Zr 、Zr(Nb,Fe) 和(Zr,Nb) Fe 三种析 2 2 出相。800C 和700C 分级淬火样品的析出行为较为接近，580C 时效过程中残余 β+ω 相缓慢分解，后在残余β 相位置处析出HCP 结构的Zr(Nb,Fe)2 相；650C 时 效过程中同样形成了偏析 β-Zr ，在两种温度下时效 100h 后的样品中，800C 和 700C 分级淬火的样品中均未发现FCC 结构的(Zr,Nb) Fe 相。 2 I 重庆大学硕士学位论文 关键词：锆合
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