Регистрация / Вход
Прислать материал

Оценка механических свойств окисленных циркониевых сплавов на микрообразцах

ФИО: Ли А.В.

Направление: Материаловедение

Научный руководитель: к.т.н., доц. Рожнов А.Б

Институт: Институт новых материалов и нанотехнологий

Кафедра: Кафедра Металловедения и физики прочности

Академическая группа: ММТ-14-1

Циркониевые сплавы являются основными конструкционными материалами элементов тепловыделяющих систем (ТВС), обеспечивающими малое сечение захвата нейтронов и достаточные прочностные показатели при нормальной эксплуатации ядерных реакторов. Но при возникновении аварийных ситуаций, таких как аварии с потерей теплоносителя (LOCA), происходит утечка теплоносителя из активной зоны реактора, нагрев сборок ТВС до 1200 ˚С, их окисление в паре и затем резкое охлаждение водой с помощью системы аварийного охлаждения реакторов.

На практике для исследования изменения механических свойств, произошедших в результате таких критических воздействий, используются образцы тонкостенных циркониевых оболочечных труб диаметром 9,1 мм и толщиной стенки 0,7 мм, подверженные высокотемпературному окислению в паре. До настоящего времени методом оценки пластичности таких изделий было испытание на сжатие трубчатых образов. Остаточная пластичность фиксировалась по моменту первого спада нагрузки на диаграмме деформации.

Между тем, на практике в условиях аварийных ситуаций циркониевые оболочки подвержены преимущественно не поперечным нагрузкам, а продольным, однако измерение механических свойств оболочек в продольном направлении затруднено из-за сильной охрупченности последних. В связи с этим, в данной работе предложен метод оценки механических свойств окисленных циркониевых образцов путем испытания на растяжение микрообразцов, вырезаемых из стенки окисленных оболочек в продольном направлении (рисунок 1).

а – микрообразец для испытаний на растяжение, б – размеры микрообразца

Рисунок 1 – Образец для испытаний на растяжение

Для обоснования использования таких микрообразцов были проведены сравнительные испытания макро- и микрообразцов из рекристаллизованного сплава Э110. После чего были испытаны микрообразцы из окисленных сплавов. После испытаний проведен анализ изломов образцов методом сканирующей электронной микроскопии. Обсуждаются результаты механических испытаний и механизмы разрушения.