曾奇锋，　陈　磊，　卢俊强，　刘家正

(上海核工程研究设计院，上海 200233)

具有改进耐腐蚀性能的新锆合金制备和验证

曾奇锋，陈磊，卢俊强，刘家正

(上海核工程研究设计院，上海 200233)

摘要：为了改进锆合金的耐腐蚀性能，提出了基于氧化膜自由能理论的设计理念，对其腐蚀规律进行系统研究.设计了7种新锆合金成分方案，并针对不同成分系统设计了具有代表性的加工工艺，最后通过高压釜试验验证设计理念，获得耐腐蚀性能优良的2种新锆合金.将试样在360 ℃/18.6 MPa的纯水和含锂水中腐蚀200 d后对比分析其腐蚀性能.结果表明：添加Cu和Si的2种锆合金的耐腐蚀性能明显优于其他锆合金；对于含质量分数0.8%～1.2%Nb的锆合金，使用传统的低温退火工艺，有利于提高耐腐蚀性能;对于含质量分数0.2%～0.5%Nb的锆合金，使用β水淬来替代常规中间退火的工艺，可明显改善合金的耐腐蚀性能.

关键词：锆合金； 合金元素； 加工工艺； 耐腐蚀性能

为了满足“长循环、低泄漏、高燃耗、零破损”的燃料组件研发目标，世界各国进行了燃料组件的持续开发.我国也不例外，目前正在积极开展CAP1400燃料组件的研发.燃料组件中最关键的材料之一是锆合金，而研发满足设计要求的高性能的新锆合金材料，包括提高锆合金的耐腐蚀性能、吸氢性能、力学性能、抗辐照生长和抗辐照蠕变性能.其中耐腐蚀性能是锆合金最关键的一项性能.

锆合金被广泛用作燃料棒包壳，在高温纯水或蒸汽中与水反应发生氧化，在其……