發(fā)布時(shí)間：2021-02-07 15:30

　　鋯合金以其優(yōu)異的核性能常用于制備核反應(yīng)堆燃料組件中的包殼管和定位隔架。皮爾格冷軋工藝是生產(chǎn)Zircaloy-4合金包殼管的關(guān)鍵工序。包殼管的織構(gòu)是影響管材服役性能的關(guān)鍵因素之一,也是近年來(lái)研究的熱點(diǎn)之一。然而,冷軋過(guò)程中的織構(gòu)演化與宏觀不均勻變形行為之間的關(guān)系尚不明確。故本文對(duì)皮爾格冷軋過(guò)程中的織構(gòu)演變和形成機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)的研究�；诳棙�(gòu)形成的機(jī)理,探討了初始織構(gòu)、單道次變形量以及Q值（軋制減壁量與減徑量的比）三者對(duì)冷軋織構(gòu)的影響規(guī)律,為皮爾格冷軋工藝的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)和方向。首先,提出了一種大應(yīng)變條件下材料硬化行為的預(yù)測(cè)方法。采用有限元模擬與試驗(yàn)相結(jié)合的方法,獲取外延后的硬化曲線。建立了 Hill 1948各向異性屈服模型和耦合溫度和應(yīng)變速率的材料硬化模型。在此基礎(chǔ)上,建立皮爾格冷軋的有限元模型,對(duì)冷軋過(guò)程進(jìn)行有限元模擬。模擬得到的軋制力和管材尺寸結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果高度吻合證明了有限元模型的準(zhǔn)確性,并獲得了冷軋過(guò)程中復(fù)雜的宏觀變形規(guī)律。此外,還發(fā)現(xiàn)皮爾格冷軋過(guò)程中溫升效應(yīng)對(duì)軋制力的影響不可忽略,試驗(yàn)和模擬結(jié)果均顯示,軋制力隨變形量的增大而降低。其次,基于不同單向加載條件下的力學(xué)性能,發(fā)現(xiàn)... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：129 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖ｌ．ｉ包殼管截面示意圖（由西屋公司提供）１２３１??Ｓｐｒｉｎｇ＾／?＼??Ｆｕｅｌ?Ｐｅｌｔｅｔ??

?第１章緒論???壽命大概為２？４年［２（）］。事實(shí)上，包殼管絕對(duì)不會(huì)單一的使用在反應(yīng)堆中，由若??干裝有燃料棒的包殼管連接在一起形成燃料束，根據(jù)核電站的容量決定數(shù)量，一??般在１９到３７根，圖１．２為ＣＡＮＤＵ反應(yīng)堆內(nèi)包殼管的分布圖。管與管之間依靠??定位格架分開(kāi)，這些燃料束被放置在冷卻劑流經(jīng)的壓力管中。秦山三期用??ＣＡＮＤＵ－６型先進(jìn)燃料組件，燃料棒包殼、端塞、隔離板、燃料棒束的端板、支??撐墊均使用的國(guó)產(chǎn)Ｚｒ－４合金。由此可見(jiàn)，高性能鋯合金在積極研發(fā)的同時(shí)，廣??泛應(yīng)用于各種類(lèi)型的裂變反應(yīng)堆中薄壁包殼管、定位格架、導(dǎo)向管、儀表管以及??元件盒等成品件的仍然是Ｚｒ－４合金ｆ２１，２２Ｌ??Ｚｉｒｃａｋｉｙ?Ｃｌａｄ??ｄｌ?１?Ｉ?Ｉ?／ｌ?■?－ｄ；＾??ｊ?ｖ??Ｓｐｒｉｎｇ＾／?＼??Ｆｕｅｌ?Ｐｅｌｔｅｔ??圖ｌ．ｉ包殼管截面示意圖（由西屋公司提供）１２３１??Ｆｉｇ．?１．１?Ｓｅｃｔｉｏｎ?ｖｉｅｗ?ｏｆ?ｃｌａｄ?ｔｕｂｅ??Ｓｐａｃｅｒ?Ｇｒｉｄｓ??響??（ａ）?（ｂ）??圖１．２?ＣＡＮＤＵ反應(yīng)堆中包殼管束的分布，（ａ）縱截面圖，（ｂ）橫截面圖??Ｆｉｇ．?１．２?Ｃｌａｄ?ａｎｄ?ｆｕｅｌ?ｂｕｎｄｌｅ?ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ?ｕｓｅｄ?ｉｎ?ＣＡＮＤＵ?ｒｅａｃｔｏｒｓ?（ａ）?ｌｅｎｇｔｈｗｉｓｅ?ｓｅｃｔｉｏｎ，??（ｂ）?ｃｒｏｓｓ?ｓｅｃｔｉｏｎ．??１．３鋯合金的塑性變形機(jī)制??１．３．１滑移??滑移和孿生是ＨＣＰ結(jié)構(gòu)鋯合金主要的變形機(jī)制。針對(duì)滑移而言，當(dāng)軸比小??于理想值（ｃ／ａ＜?１．６３３）時(shí)，鋯合金中晶體的最密排面和方向分別為｛１０１０｝柱面??

上滑移。文獻(xiàn)中對(duì)于鋯合金丨１１２１丨錐面滑移的報(bào)道非常少，因??此本文中后續(xù)提到的錐面滑移均指｛１〇１１｝＜１１２３＞錐面滑移。柱面和基面＜ａ＞的獨(dú)??立滑移系相對(duì)較少，總共只有四個(gè)，而錐面滑移系具有較多的相對(duì)獨(dú)立滑移系數(shù)??［３７］。錐面＜ｃ＋ａ＞滑移系可以提供五個(gè)獨(dú)立的滑移系，同時(shí)＜ｃ＋ａ＞滑移具有較好的晶??粒ｃ軸的應(yīng)變變形協(xié)調(diào)能力。??（ａ）?（ｂ）?（ｃ）?｜２ＩＩ３｜??Ｃ?＿?ｃ?ｌ／??Ｉ?Ｈｉ?－?ＬＬＪＪ＾??＼?，ａｉ?…０％?（Ｈ２１）??圖１．３鋯合金柱面，基面和錐面滑移系示意圖??Ｆｉｇ．?１．３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｐｒｉｓｍａｔｉｃ，?ｂａｓａｌ?ａｎｄ?ｐｙｒａｍｉｄａｌ?ｓｌｉｐｓ?ｏｆ?ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ?ａｌｌｏｙｓ??１．３．２孿生??孿生對(duì)于ＨＣＰ結(jié)構(gòu)的鋯合金變形有很重要的作用，在一定溫度范圍內(nèi)，晶??體內(nèi)部的獨(dú)立滑移系數(shù)量不夠，孿生則成為重要的塑性變形機(jī)制。如圖１．４所示。??孿生是晶體的一部分在剪應(yīng)力的作用下沿著一定的晶面和晶向發(fā)生均勻的切變??５??

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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