Zr-Sn-Nb合金第二相粒子结构特征及显微组织演变

采用场发射扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪结合第一性原理计算,研究Zr-Sn-Nb合金成品带材第二相粒子的结构特征,采用卧式金相显微镜结合Zr-Nb二元合金相图,分析成品带材不同热处理温度条件下显微组织的演变规律。结果表明,Zr-Sn-Nb合金成品带材第二相粒子为椭圆形或圆形,在晶粒内部和晶界呈弥散均匀分布,平均尺寸80.7 nm;尺寸较小的第二相为立方结构的β-Nb,尺寸较大的第二相为具有ZrCr2型六方晶体结构的Zr(Nb,Fe)2,Nb倾向占据Cr(Ⅱ)位置,Fe倾向占据Cr(Ⅰ)位置;成品带材350 ℃时具有较好组织稳定性,590 ℃时显微组织为α-Zr +β-Nb+Zr-Nb-Fe粒子,650 ℃时显微组织为α-Zr +β-Zr+Zr-Nb-Fe粒子,800 ℃时显微组织为α-Zr +β-Zr,900 ℃时显微组织为β-Zr;由于Zr(Nb,Fe)2第二相高温下结构不稳定,650～800 ℃发生溶解,β-Nb第二相随温度升高,其结构稳定性不及β-Zr,但优于α-Zr,因此 Zr-Sn-Nb合金成品带材温度较低时,显微组织中的基体相为α-Zr,随着温度的升高,Zr(Nb,Fe)2、β-Nb第二相消失,基体相α-Zr逐渐被β-Zr取代