Barberis等[35]选用了成分在w(Sn)＜1%，w(Nb)＜0.8%，w(Fe)＜0.5%之间的Zr-Sn-Nb-Fe合金系列进行了研究，建立了580℃平衡相图，并重点分析了合金中Nb的含量较低时的情况，确定的（3）及（5）两个两相区域的R*值分别是

（3）≈0.3以及R（5）≈0.55。R* *与Barberis等[35]的研究方法类似，Toffolon-masclet等[34]对成分范围为Sn0~2%，Nb0.5%~2.5%、Fe0.03%~0.75%的锆合金系列进行了研究，建立580℃准平衡相图。结果指出随着合金中Nb与Fe的质量分数比从高变化到低，合金的相组成如下：（1）两相区域α-Zr+β-Nb→（2）三相区域α-Zr+Zr(Nb,Fe)2+β-Nb→

（3）两相区域α-Zr+Zr(Nb,Fe)2→（4）三相区域α-Zr+Zr(Nb,Fe)2+(Zr,Nb)2Fe→

（5）两相区域α-Zr+(Zr,Nb)2Fe。当Nb相对于Fe含量极低时，他们推测会出现三相区域（6）α-Zr+(Zr,Nb)2Fe+Zr3Fe。

Shishov等[33]分析一系列Zr(-Sn)-Nb-Fe合金经过580℃充分退火后的析出相，提出了用参数R来分析不同成分的合金中的析出相的类型。参数R被定义成w(Fe)/[w(Fe)+w(Nb)−0.3%]，其中的0.3%被Shishov认为是Nb元素在基体中的固溶度(质量分数)，它的物理意义为合金中可能参与搭到形成析出相合金元素Nb与Fe质量分数之比。它的分析结果如表1-5所示。分析表明了，随着R值的增加，锆合金中析出相的变化情况如图1-1所示。

综上可知，对于确定成分的Zr(-Sn)-Nb-Fe合金而言，简单地计算R*参数的数值便可以基本确定其准平衡态下合金中的第二相类型[32]。

表1-5不同成分Zr-Sn-Nb-Fe合金中的析出相类型[33]

合金成分 析出成分 R R*

Zr-1Nb β-Nb 0 0

Zr-2.5Nb β-Nb 0 0

Zr-1Nb-0.1Fe β-Nb+Zr(Nb,Fe)2 0.12 0.11

Zr-1.2Sn-1Nb-0.1Fe β-Nb+Zr(Nb,Fe)2 0.12 0.11

Zr-0.75Nb-0.25Fe Zr(Nb,Fe)2 0.36 0.31

Zr-1.2Sn-1Nb-0.3Fe Zr(Nb,Fe)2 0.3 0.27

Zr-1.2Sn-1.25Nb-0.5Fe Zr(Nb,Fe)2 0.34 0.31

Zr-1.2Sn-0.65Nb-0.3Fe (Zr,Nb)2Fe+Zr(Nb,Fe)2 0.46 0.4

Zr-1.2Sn-1Nb-0.6Fe (Zr,Nb)2Fe+Zr(Nb,Fe)2 0.46 0.43

Zr-1.2Sn-0.7Nb-0.6Fe (Zr,Nb)2Fe+Zr(Nb,Fe)2 0.6 0.55

注释：R*=w(Fe)/[w(Fe)+w(Nb)−0.2%]。

图1-1Shishov试验合金中析出相的变化

4、锆合金成分对其组织性能的影响

锆合金中的组织特别是第二相粒子的分布、种类及尺寸对锆合金机械性能及抗腐蚀性能有很大的影响，而组织结构不仅影响了锆合金中的氢化物的取向和机械性能，还与水侧腐蚀性能、应力腐蚀开裂、辐照生长有关。钛合金的成分对锆合金的组织性能有很大的影响，掌握锆合金的组织及组织结构随成分演变的规律成为能否优化锆合金性能的主要手段。目前有些国内外学者已经研究过锆合金成分对组织性能的影响。