發(fā)布時(shí)間：2017-12-03 07:14

  本文關(guān)鍵詞：N36鋯合金的氫化物應(yīng)力再取向及環(huán)向拉伸性能研究

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【摘要】：鋯合金具有低的中子吸收截面、較高的熔點(diǎn)、良好的抗腐蝕性能及顯微組織和輻照穩(wěn)定性而被廣泛用作水冷反應(yīng)堆堆芯結(jié)構(gòu)材料。在反應(yīng)堆運(yùn)行中,鋯合金與冷卻水發(fā)生反應(yīng)而吸氫,形成脆性的氫化物而影響反應(yīng)堆的安全性。氫脆的程度不僅取決于氫化物的數(shù)量,更取決于氫化物的取向。氫化物呈徑向分布時(shí),會(huì)顯著降低包殼管的力學(xué)性能。N36鋯合金作為國(guó)內(nèi)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的Zr-Sn-Nb系合金,相比Zr-4合金,具有更優(yōu)良的耐蝕性能、吸氫性能、焊接性能、抗疲勞、蠕變性能等堆外性能。本文對(duì)N36鋯合金采用高壓釜和氣相滲氫,并采用配有加熱爐的拉伸設(shè)備對(duì)含氫鋯合金進(jìn)行氫化物應(yīng)力再取向試驗(yàn),測(cè)量氫化物取向因子(Fn)并進(jìn)行不確定度分析。對(duì)不同氫含量和不同F(xiàn)n的試樣進(jìn)行環(huán)向拉伸,并對(duì)斷口進(jìn)行SEM觀察。主要獲得以下結(jié)論:(1)通過(guò)計(jì)算,樣品分層后,同一層次之間的Fn波動(dòng)大于樣品整體Fn之間的波動(dòng)。對(duì)Fn結(jié)果影響最大的因素是樣品材料熱處理、切割、滲氫和再取向試驗(yàn)時(shí)引起的A類不確定度。測(cè)量軟件和人為測(cè)量引起的B類不確定度較小。(2)氫含量為150 ppm、250 ppm和350 ppm的N36試樣在經(jīng)不同的環(huán)向應(yīng)力和熱循環(huán)次數(shù)條件的氫化物應(yīng)力再取向試驗(yàn)后,Fn隨著環(huán)向應(yīng)力和熱循環(huán)次數(shù)的增加,先增大后趨于平緩。250 ppm的試樣Fn均未超過(guò)0.5。氫含量為150 ppm的試樣在環(huán)向應(yīng)力為160 MPa時(shí),Fn高達(dá)0.82。氫含量為350 ppm的試樣在16次熱循環(huán)后,Fn高達(dá)0.85。(3)N36鋯合金中,當(dāng)氫含量依次為未滲氫、80 ppm、150 ppm、350 ppm、470 ppm、750 ppm時(shí),抗拉強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度分別從500 MPa、470 MPa增加到530 MPa、500 MPa;延伸率由30%降為8%。氫含量為150 ppm的N36鋯合金,當(dāng)Fn由0.1增加到0.82時(shí),抗拉強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度沒有變化,分別約為500 MPa和470 MPa;延伸率由28%降低為8%。(4)N36鋯合金斷口SEM分析表明,與未滲氫試樣相比,低氫試樣表面同樣存在大量的韌窩,但存在由氫化物產(chǎn)生的二次裂紋。隨著氫含量和Fn的增加,二次裂紋的數(shù)量減小,解理臺(tái)階和撕裂紋較明顯,呈脆性斷裂特征。
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TL341

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 茍淵,李言榮,陳宏彤,王云惠,薛淑娟;CANDU及RBMK壓力管鋯合金的氫致延遲斷裂研究[J];核動(dòng)力工程;2004年05期

2 周軍;李中奎;王文生;張建軍;宋啟忠;;新鋯合金板材在LiOH溶液中的吸氫行為研究[J];熱加工工藝;2007年06期

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本文編號(hào)：1247856