針對目前外來(lái)加工合金中存在超聲超標的現象，采用超聲檢驗、射線(xiàn)檢驗、低倍組織及金相檢測分析的方法進(jìn)行試驗。結果表明：采用超聲檢測的方法發(fā)現鋯棒沿著(zhù)長(cháng)度的區域出現了單個(gè)的超聲信號，該信號為單個(gè)點(diǎn)，未發(fā)現連貫性超標信號。采用射線(xiàn)檢測方法發(fā)現底片中可以清晰可見(jiàn)的點(diǎn)狀形貌。鋯合金低倍組織檢測結果表明，鋯棒中存在異物夾雜。鋯合金棒材試樣外層和內層金相組織為11.5 級。未發(fā)現異常的粗大的晶粒組織，可以排除晶粒組織粗大對鋯合金的影響。

1、引言

鋯及鋯合金因具有優(yōu)良的熱中子截面吸收率低、良好的耐腐蝕性，廣泛應用于核反應堆中的上下連接棒材料。鋯合金鑄錠依次經(jīng)過(guò)鍛造、擠壓、軋制等工序生產(chǎn)制成品。為了確保核反應堆的安全和質(zhì)量，核電企業(yè)工業(yè)化生產(chǎn)過(guò)程中采用超聲、渦流、滲透、射線(xiàn)及表面檢查的手段對鋯合金產(chǎn)品進(jìn)行檢驗和判定。在外來(lái)加工棒材產(chǎn)品交貨過(guò)程中，發(fā)現部分棒材存在超標的現象，為了對超聲超標現象的原因進(jìn)行分析，現對超標棒材開(kāi)展研究實(shí)驗，為控制控制鋯合金棒材進(jìn)行質(zhì)量提供論和實(shí)踐依據。

2、實(shí)驗定位

先對每支鋯合金棒材進(jìn)行射線(xiàn)和超聲檢驗，隨后將有缺陷的鋯棒材進(jìn)行低倍組織剖樣觀(guān)察和光學(xué)顯微組織金相分析。為了避免破壞樣品的表面形貌，對金相組織進(jìn)行逐層觀(guān)察，觀(guān)察缺陷的形貌。

3 實(shí)驗結果

3.1 超聲檢查結果

含有缺陷的鋯合金棒材超聲圖譜如圖 1 所示。從圖 1 可見(jiàn)，鋯棒沿著(zhù)長(cháng)度的區域出現了單個(gè)的超聲信號，該信號為單個(gè)點(diǎn)，未發(fā)現連貫性超標信號。此外，旋轉鋯棒的角度，該信號一直存在，初步推測棒材信號為夾雜。

圖 1 超聲檢測檢測結果

3.2 射線(xiàn)檢測結果

采用射線(xiàn)檢測方法對鋯合金棒材進(jìn)行檢測，其缺陷形貌如圖 2所示。從圖 2 中可見(jiàn)，照片的底片中可以清晰可見(jiàn)的點(diǎn)狀形貌。因此可見(jiàn)，鋯棒超聲缺陷為夾雜的可能性比較大。

圖 2 射線(xiàn)檢測結果

3.3 低倍組織觀(guān)察結果

圖 3 為缺陷處鋯合金低倍組織觀(guān)察結果，從圖 3 中可見(jiàn)，可以看到點(diǎn)狀的形貌，初步可以為鋯合金棒材中含有異物夾雜。這可能導致超聲檢測出現異常信號的原因。

圖3 低倍組織檢查結果

3.4 金相組織觀(guān)察結果

對含有夾在處的鋯合金棒材進(jìn)行金相顯微組織觀(guān)察，其金相組織顯微結果如圖 4 所示。從圖 4 可見(jiàn)，鋯合金棒材試樣外層和內層金相組織為 11.5 級。未發(fā)現異常的粗大的晶粒組織，可以排除晶粒組織粗大對鋯合金的影響。

（a）邊部區域 200X

（b）內層區域 200X

圖 4 金相顯微組織結果

4、結束語(yǔ)

針對生產(chǎn)出出現鋯合金棒材超聲信號異常的現象，開(kāi)展了超聲、射線(xiàn)、低倍組織和金相組織觀(guān)察的方法進(jìn)行研究，結果表明：

1）采用超聲檢測的方法發(fā)現鋯棒沿著(zhù)長(cháng)度的區域出現了單個(gè)的超聲信號，該信號為單個(gè)點(diǎn)，未發(fā)現連貫性超標信號。

2）采用射線(xiàn)檢測

方法發(fā)現底片中可以清晰可見(jiàn)的點(diǎn)狀形貌。

3）鋯合金低倍組織檢測結果表明，鋯棒中存在異物夾雜。

4）鋯合金棒材試樣外層和內層

金相組織為 11.5 級。未發(fā)現異常的粗大的晶粒組織，可以排除晶粒組織粗大對鋯合金的影響。

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