本文關鍵詞：N36鋯合金的氫化物應力再取向及環(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、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堆堆芯結構材料。在反應堆運行中,鋯合金與冷卻水發(fā)生反應而吸氫,形成脆性的氫化物而影響反應堆的安全性。氫脆的程度不僅取決于氫化物的數量,更取決于氫化物的取向。氫化物呈徑向分布時,會顯著降低包殼管的力學性能。N36鋯合金作為國內具有自主知識產權的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備對含氫鋯合金進行氫化物應力再取向試驗,測量氫化物取向因子(Fn)并進行不確定度分析。對不同氫含量和不同F(xiàn)n的試樣進行環(huán)向拉伸,并對斷口進行SEM觀察。主要獲得以下結論:(1)通過計算,樣品分層后,同一層次之間的Fn波動大于樣品整體Fn之間的波動。對Fn結果影響最大的因素是樣品材料熱處理、切割、滲氫和再取向試驗時引起的A類不確定度。測量軟件和人為測量引起的B類不確定度較小。(2)氫含量為150 ppm、250 ppm和350 ppm的N36試樣在經不同的環(huán)向應力和熱循環(huán)次數條件的氫化物應力再取向試驗后,Fn隨著環(huán)向應力和熱循環(huán)次數的增加,先增大后趨于平緩。250 ppm的試樣Fn均未超過0.5。氫含量為150 ppm的試樣在環(huán)向應力為160 MPa時,Fn高達0.82。氫含量為350 ppm的試樣在16次熱循環(huán)后,Fn高達0.85。(3)N36鋯合金中,當氫含量依次為未滲氫、80 ppm、150 ppm、350 ppm、470 ppm、750 ppm時,抗拉強度與屈服強度分別從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Fn由0.1增加到0.82時,抗拉強度與屈服強度沒有變化,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,但存在由氫化物產生的二次裂紋。隨著氫含量和Fn的增加,二次裂紋的數量減小,解理臺階和撕裂紋較明顯,呈脆性斷裂特征。
【學位授予單位】：成都理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TL341

【參考文獻】

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本文編號：1247856