481 / 2021-06-18 16:14:59

热挤压核级Zr-4润滑机理研究及显微组织分析

热挤压核级Zr-4润滑机理研究及显微组织分析

潘奘，王一童，高原，王庆娟

西安建筑科技大学，陕西 西安，710048

Email:1210974934@qq.com

摘要：核级锆合金广泛应用在水冷核反应堆中堆芯结构材料，这些结构材料大部分是由热挤压工艺加工而成。但锆合金热挤压在长时间、高温、强载荷的环境中，润滑层总会以各种形式失效，使成品件因缺陷而报废。本课题组对涂覆MoS₂粘结固体润滑层的Zr-4合金进行热挤压实验，分析润滑层的润滑性能及显微组织变化。对涂覆了MoS₂润滑涂层的Zr-4合金锭坯分别在620℃、680℃、740℃下进行热挤压，获得的挤压件长度分别为：27mm、55mm、35mm，采用电子背散射衍射(EBSD)技术对挤压件纵截面的显微组织进行表征。结果表明：随着温度提升，润滑剂的润滑效果发挥完全，金属流动性提高，锭坯内部随机取向的等轴晶向纤维状晶粒畸变，夹杂大量破碎晶和再结晶晶粒，并且不断细化且分布越来越均匀，织构沿挤压方向分布，织构强度降低；温度升高到一定程度，润滑剂开始失效，但金属流动性提高，纤维状晶粒和再结晶晶粒细化且弥散分布，出现大量不易流动的粗大纤维晶粒，织构分布均匀性降低，织构强度提高。

关键词：热挤压；MoS₂；电子背散射衍射；再结晶；织构