预氧化锆合金包壳在高温高压水中的微动磨损行为研究

来源：核动力工程杂志2024年第5期北京时间：

作者：王俊, 王志国, 蔡振兵, 李正阳, 任全耀, 刘晓红, 焦拥军

单位：1.西南交通大学摩擦学研究所，成都，610031；2.中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室，成都，610213；

摘要：为深入研究在实际服役过程中包壳随氧化时间变化后的微动磨损情况，采用过热水蒸气氧化的手段制备了多种预氧化包壳，并使用自制的高温高压切向微动磨损试验机开展了模拟压水堆运行工况的微动磨损试验，测量了基材以及经过不同时间预氧化后包壳的体积磨损系数。研究结果表明，预氧化之后包壳表面硬度比基体提高了2~3倍，而磨损系数降低了约90%。在包壳表层生成的一层致密氧化层是导致其磨损系数变化的重要原因，氧化时间越长，氧化层越厚，氧化时间为200 d的包壳磨损系数最低。此外，氧化层的存在导致锆合金包壳在高温高压水环境下的微动磨损机理从严重磨粒磨损和分层转变为轻微磨粒磨损和粘着磨损。

关键词：预氧化, 锆合金, 高温高压水, 微动磨损

基金资助：国家重点研发计划项目 （2022YFB3401901）；国家自然科学基金重点项目（U2067221）；四川省科技计划（2022JDJQ0019，2022ZYD0029）；船舶振动噪声重点实验室项目（6142204210707，JCKY2022207CI10）