Page 40 - 理化检验-物理分册2023年第三期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202303010

Zr-1 锆锭缺陷形成原因

何 伟, 马红征, 苗 壮, 王松茂, 杨军红

( 西安汉唐分析检测有限公司, 西安 710201 )
摘 要: 某 Zr-1锆锭在进行无损检测时发现内部存在缺陷。采用宏观观察、 化学成分分析、 金
相检验、 硬度测试、 扫描电镜及能谱分析等方法, 对该缺陷的形成原因进行了分析。结果表明: 锆锭
缺陷的形成原因是熔炼时使用的电极被污染, 引入了外来夹杂物, 导致铜元素被引入 Zr-1锆锭, 未
熔化的氧化铜颗粒和熔化的铜形成了锆铜合金, 在 Zr-1锆锭中形成了硬脆相夹杂物。

关键词: Zr-1锆锭; 缺陷; 夹杂物; 锆铜合金

中图分类号: TB31 文献标志码: B 文章编号: 1001-4012 ( 2023 ) 03-0028-03

CauseofdefectinZr-1zirconiumin g ot

,
,
HEWei , MAHon g zhen g MIAOZhuan g WANGSon g mao , YANGJunhon g

( Xi ’ anHantan gAnal y sis& TestCo. , Ltd. , Xi ’ an710201 , China )

Abstract : InternaldefectwasfoundinaZr-1zirconiumin g otdurin g nondestructivetestin g .Thecauseofthe

defect was anal y zed b y means of macrosco p ic observation , chemicalcom p osition anal y sis , metallo g ra p hic

examination , hardnesstest , scannin g electronmicrosco p eandener gy s p ectrumanal y sis.Theresultsshowthatthe

defectofzirconiumin g otwascausedb y thecontaminationoftheelectrodeuseddurin g smeltin g andtheintroduction

offorei g ninclusions , whichledtotheintroductionofco pp erintoZr-1zirconiumin g ot , theformationofzirconium

co pp erallo y b y unmeltedco pp eroxide p articlesandmoltenco pp er , andtheformationofhardandbrittleinclusions

inZr-1zirconiumin g ot.

Ke y words : Zr-1zirconiumin g ot ; defect ; inclusion ; zirconiumco pp erallo y
锆合金材料具有优良的吸收中子能力、 良好的
1 理化检验
加工性能和耐腐蚀性能, 被广泛应用于核电、 石化、
冶金等行业 [ 1-3 ] 。锆合金材料铸锭( 锆锭) 的质量直 1.1 宏观观察
接影响管材、 棒材、 板材及其最终产品的质量、 性能 锆锭缺陷的宏观形貌如图1所示, 可见缺陷与
稳定性以及生产成本等, 因此必须严格控制锆锭的 基体之间有清晰的界面, 缺陷呈灰白色。
质量。 Zr-1锆锭的制备过程为: 选择工业海绵锆
添加元素 混料布料 电极的等离子焊接 真空自
耗电弧熔炼( 电磁搅拌)。某 Zr-1 锆锭在进行无损
检测时发现内部存在缺陷, 笔者对该锆锭进行一系
列理化检验, 查明了缺陷产生的原因, 并提出了相关
建议, 以避免该类问题再次发生。

图1 锆锭缺陷的宏观形貌
1.2 化学成分分析
收稿日期: 2022-05-23
基金项目: 陕西省创新能力支撑计划( 2021PT-024 )
锆锭的化学成分分析结果如表1所示, 可知该
作者简介: 何 伟( 1983- ), 男, 硕士, 高级工程师, 主要从事稀有

锆锭的化学成分满足 GB / T26314 — 2010 《 锆及锆
金属的失效分析与物理测试工作, hewei-830202@163.com
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