2.2.4拉伸实验 14

2.3测试方法及样品制备 15

2.3.1电子背散射衍射技术 15

2.3.2 X射线分析技术 16

2.3.3透射电子显微镜技术 17

2.3.4显微硬度测试 18

2.3.5腐蚀样品的制备 19

第三章实验结果及分析 20

3.1电子背散射衍射技术分析 20

3.2 X射线分析技术分析 21

3.3透射电子显微镜技术分析 23

3.4显微硬度测试分析 25

3.5腐蚀样品分析 26

结论 27

致谢 28

参考文献 29

第一章绪论

1.1研究背景和意义

1.1.1锆合金的应用和其重要性

锆合金被广泛应用于核电、化工、核动力、石油、制药、军工领域、冶金和重要高新技术领域，其适宜的机械性能和优良的核性能，更是在核电领域被广泛应用。截止到2007年底，世界上的核电站总数为400余座，总装机容量约为

3.6×108kW，每年对锆合金的需求约为0.3×108t，有预计说到2020年全世界核

电站总数将超过1000座，每年所需锆合金将达到0.7×108t[1]。核动力反应堆的核心材料之一为核燃料元件包壳锆合金，所用包壳材料的性

能影响着核动力的经济性、安全可靠性和先进性[2]。由于锆合金拥有优异的耐腐蚀性能和核性能以及优良的力学性能和加工性能，所以一直以来都是被作为核反应中重要的燃料元件的包壳材料。锆合金作为核反应堆材料的首选材料，被制作成各种核燃料包壳材料：测量管，控制棒导向管、端塞、定位隔架、元件盒、压力管、元件盒及其他结构材料，而这些材料就占了锆合金应用的十分之八。表1-1给出了锆合金在核电领域的典型应用，其中Zr-1Nb、Zr-2.5Nb、Zr-2和Zr-4的应用较多，代表性应用有中国的秦山堆、美国卡罗莱纳维尔吉尼亚和瑞士卢森斯反应堆以及加拿大道格拉斯点反应堆；N36、N18和ZIRLOTM、M5是最新研究出的锆合金，其代表性的应用有美国西屋公司反应堆、中国西北有色金属研究院反应堆和法国法马通公司反应堆。

表1锆合金在核电领域的应用

锆合金 用途 代表性应用中国的秦山堆及美国卡

Zr-4

元件盒、端塞、定位格架、测定管、控制棒导向管、壳管、燃料束挡板等

罗莱纳维尔吉尼亚（低温供热堆，压水堆PWR，重力堆PHWR）瑞士卢森斯堆、日本动力

Zr-2 高压管、燃料包壳管及其他结构材料

示范反应堆及加拿大道格拉斯点反应堆（沸水堆

BWR）

N36、N18 棒材、管材、板材 中国西北有色金属研究

院

M5 燃料组件元件包壳材 法国法马通公司反应堆

Zr-2.5-0.5

Cu、Zr-2.5Nb

隔环、元件盒、工艺管、压力管