Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследование дефектности структуры и её влияние на процесс разрушения оксидных плёнок циркониевых сплавов, окисленных в воде с добавлением 70 ppm лития

Фамилия
Романова
Имя
Мария
Отчество
Валентиновна
Номинация
Материаловедение
Институт
Новых материалов и нанотехнологий (ИНМиН)
Кафедра
Металловедения и физики прочности
Академическая группа
ММТ-15-1
Научный руководитель
к.т.н. Котенева М.В.
Название тезиса
Исследование дефектности структуры и её влияние на процесс разрушения оксидных плёнок циркониевых сплавов, окисленных в воде с добавлением 70 ppm лития
Тезис

Циркониевые сплавы используются в качестве конструкционных материалов для изготовления оболочек тепловыделяющих элементов. В условиях эксплуатации в атомном реакторе важнейшим свойством, предъявляемым к материалу, является высокая коррозионная стойкость.

В работе проведено исследование структуры, механических свойств и влияния исходных продольных трещин на характер разрушения  оксидных плёнок различных циркониевых сплавов, окисленных в одной среде, при нагружении сжатием. В качестве образцов использовались фрагменты оболочечных труб из циркониевых сплавов Э110, Э125 и Э635, окисленных в воде с добавлением 70 ppm лития при давлении 18,6 МПа. Образцы из бинарных сплавов Э110 и Э125 подвергали окислению в течение 120 суток, а из многокомпонентного сплава Э635 – 300 суток.

Исследование структуры оксидных плёнок производилось на поперечных шлифах образцов методом  сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) при увеличении х1000 – 5000   и методом просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) при увеличении х20000. Также проводилось испытание на сжатие окисленных образцов с одновременной регистрацией акустической эмиссии  (АЭ).

В ходе исследования обнаружено, что толщина плёнок, образованных на образцах бинарных сплавов Э110 и Э125, больше в 10 – 14  раз, чем толщина плёнок образцов многокомпонентного сплава Э635. Также длина исходных продольных трещин у первых больше в 1,4 раза, чем у образцов сплава Э635. Выявлено два типа зёренной структуры: для сплава Э635 структура с преимущественно вытянутыми зёрнами, а для сплавов Э110 и Э125 – структура с преимущественно «слабовытянутыми» зёрнами. Разрушение оксидных плёнок образцов сплава Э635 происходило путём образования поперечных трещин, то есть продольные исходные трещины не оказывают влияния на разрушение. В случае бинарных сплавов, разрушение плёнок происходит благодаря раскрытию и увеличению исходных продольных трещин и выходу их на поверхность. Также обнаружено, что первые трещины в ходе механического сжатия образуются в пластической области деформации образцов сплава Э635. В случае же образцов сплавов Э110 и Э125 образование трещин происходит уже в упругой области.

В работе количественно описаны структура и дефектность оксидных плёнок, определён характер разрушения плёнок и вклад исходных продольных трещин в разрушении.