為深入研究Cr涂層對鋯合金包殼管力學行為的影響,采用電弧離子鍍膜技術在鋯合金包殼管表面制備不同厚度（15,25,35μm） Cr涂層,通過環(huán)向拉伸與環(huán)向壓扁2種應變形式的力學試驗,對比無涂層與具有不同厚度Cr涂層的鋯合金包殼管抗拉強度與延伸率等力學性能的差異;通過拉伸斷口與壓扁截面的宏觀及微觀表征,分析不同厚度涂層的開裂行為。結果表明:涂層影響鋯合金包殼拉伸斷口的擴展路徑及基體初始裂紋的萌生,并以此導致抗拉強度的上升與延伸率的下降。較厚的涂層斷口擴展路徑更短,延伸率降幅更大。綜合涂層對包殼管抗拉強度、延伸率及斷裂行為的影響規(guī)律,Cr涂層厚度在低于25μm的范圍內(nèi)具有更好的力學性能。 

【文章來源】：材料保護. 2020,53(07)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

環(huán)向拉伸試驗示意

從鍍Cr鋯合金包殼管上切取寬度10 mm的等寬環(huán)向壓扁試樣，將具有不同厚度Cr涂層的鋯合金包殼管試樣在WDML-5型拉伸試驗機上進行室溫環(huán)向壓扁試驗，如圖2所示。根據(jù)包殼管外徑(D=9.5 mm)確定壓頭下壓距離(H)，進行不同變形量δ[δ=(D-H)/D)×100%]的壓扁試驗。本研究對涂層厚度為15,25,35μm的鍍Cr鋯合金管分別進行了20%、30%和40%變形量的壓扁試驗，下壓速率控制在0.5 mm/min。壓扁試驗完成后，采用OLYMPUS OLS4000光學顯微鏡與FEI NOVA NANOSEM 400型掃描電鏡(SEM)觀察涂層表面及截面形貌。2 結果與討論

圖3為無涂層(0μm)與不同厚度涂層試樣環(huán)向拉伸工程應力-應變曲線。排除拉伸初期由雙D型插銷引起的彎曲效應[14]，無涂層與不同厚度涂層試樣的拉伸變形過程可分為彈性變形、均勻塑性變形和不均勻塑性變形3個階段。涂層對包殼管彈性變形和均勻塑性變形影響較小，但對斷裂前不均勻塑性變形行為影響較大，隨厚度增加試樣不均勻塑性變形范圍內(nèi)的應變值逐漸降低。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]氫對N36鋯合金包殼管環(huán)向拉伸性能的影響[J]. 徐春容,趙文金,謝夢,陳樂,王朋飛.  稀有金屬材料與工程. 2017(12)
[2]周向拉伸條件下的N36鋯合金包殼管碘致應力腐蝕開裂[J]. 閆萌,王朋飛,梁波,洪曉峰.  核動力工程. 2015(01)
[3]N36鋯合金包殼管周向拉伸試驗方法研究[J]. 閆萌,彭倩,王朋飛,趙文金.  核動力工程. 2012(S2)



本文編號：3286560