鈾表面鍍鈮激光合金化及其抗腐蝕性研究.pdf

1、該論文介紹了對(duì)金屬鈾上鈮鍍層進(jìn)行激光表面熔化處理,制備了五種不同鈮含量的表面合金化處理層.對(duì)合金化處理層進(jìn)行了組織、形貌、成分分布及相結(jié)構(gòu)分析,并考核了處理層的抗腐蝕性能,分析了抗腐蝕性能提高的原因.所得鈮鍍層厚度均勻,組織致密,未發(fā)現(xiàn)開(kāi)裂、剝落等明顯缺陷,鈮鍍層和貧鈾基體結(jié)合情況較好.鈮鍍層表面晶粒細(xì)小,表面有少量"島狀"突起顆粒.由于激光表面合金化處理過(guò)程的快速加熱和快速冷卻作用,使得晶粒來(lái)不及充分長(zhǎng)大,合金化處理層中晶粒明顯細(xì)化,

2、晶粒尺寸達(dá)10<'-1>μm;熔合區(qū)組織主要為柱狀晶、等軸晶和枝晶;熔池根部有少量氣孔產(chǎn)生.在激光合金化過(guò)程中,質(zhì)量的傳遞主要靠對(duì)流.在不同激光合金化處理參數(shù)條件下所獲得的所有合金化樣品中,鈮含量沿合金化處理層深度方向的分布均有一定的濃度梯度,距離處理層表面越近,鈮含量越高.在熔池的根部附近由于對(duì)流作用減弱,鈮含量有突然降低的現(xiàn)象.通過(guò)改進(jìn)激光表面合金化處理工藝(如減小激光掃描線之間的間距和進(jìn)行兩次重熔處理),增大熔池液態(tài)停留時(shí)間,可使

3、激光合金化處理層中Nb元素充分熔化,并與貧鈾基體形成較為均勻的鈾鈮合金.經(jīng)過(guò)激光熔化處理后,鈮含量較高(通常高于6ω﹪)的鈾鈮合金形成亞穩(wěn)定的γ相組織(如合金化處理試樣LA-1、LA-2和LA-3),而鈮含量較低(通常低于6ω﹪)的鈾鈮合金形成過(guò)飽和α'馬氏體組織(如合金化處理試樣LA-4和LA-5).在激光表面合金化過(guò)程中,由于激光熔池的對(duì)流傳質(zhì)作用,合金化處理層中鈮元素分布宏觀上較為均勻,但沿深度方向的分布存在一定的濃度梯度.通過(guò)改