M5合金腐蚀后环向拉伸性能

M5合金腐蚀后环向拉伸性能 M5合金腐蚀后环向拉伸性能 基础和应用基础研究?反应堆科学技术219 进行TN试研究,但由于辐照样品的疲劳试验具有较高难度,目前,在国内尚未见到关于辐照后国 产A508一III钢低周疲劳性能方面的相关报道. 本工作开展了国产A508一III钢的辐照后((300-~-_10)?,3~10cmI2)室温低周疲劳性能的测 并将国产A508一III钢辐照后的疲劳性试工作,获得了这种材料的疲劳寿命曲线, 能与辐照前的性能 进行了对比. 图1示出辐照前,后国产A508一III钢的疲劳寿命曲线的对比.从图1中可看出:辐照与未辐照 品的?一?f的关系基本上一致,辐照后样品的疲劳寿命约是辐照前样品疲劳样 寿命的2/3.这是由 于在疲劳过程中,辐照缺陷阻碍了位错运动,造成位错塞积,能量难以释放造成局部较高的内应力, 这样,在位错塞积区较为容易萌生出微裂纹,从而缩短了疲劳寿命.?.?f两者的区别不大,而辐 照后样品的?一?f曲线明显低于未辐照的,这也证明了辐照对材料疲劳性能蜕化有一定的贡献.目 前还无法用材料疲劳性能的蜕化来定量评估辐照对材料脆化程度的影响. 口 }臼 蓦霰, 田 霰j 躜 一=:::::=:== /AeNt/\ Aep--Nt 疲劳循环次数 图1辐照与未辐照国产A508一III钢的疲劳寿命曲线的比较 虚线——辐照前;实线——辐照后 M5合金腐蚀后环向拉伸性能 张长义,王辉,宁广胜,徐远超,佟振峰,林虎,杨文 反应堆运行时的堆内环境十分复杂,燃料元件将承受高温,高压及一回路水的腐蚀.当今的核 动力堆更高的燃耗和更长的换料周期对燃料元件的水侧腐蚀提出了严格的要求,因此,包壳材料的 腐蚀后力学性能研究变得十分重要. 本工作对国产和法国产M5锆合金包壳管的腐蚀后力学性能进行试验分析.试验材料为法国产 及国产9.5mmx0.57IIlII1的M5锆合金包壳管,M5合金包壳管被切割成宽3.75IIlII1的圆环试样,放 入高压釜中模拟反应堆工况进行腐蚀.高压釜的水化学条件为:压力16.8MPa,温度350?,Li浓 度3.5~10一,B浓度650~10一.试样在高压釜内腐蚀若干时间周期,每个周期取出部分试样,分别 在室温和375?下进行拉伸试验.取样时间周期为20,50,l00,150,200和250d. 将数据进行图形化处理,并示于图1,2.从图1,2可看出:随着腐蚀时间的增加,两种合金 的抗拉强度及其屈服强度,均呈现增加的趋势,且各自的抗拉强度与屈服强度随腐蚀时间变化速率 中国原子能科学研究院年报2006 基本一致;随着腐蚀时间的延长,两种材料的环向断裂延伸率均呈现下降趋势. 舟 山 \ . R 图1法国产(a)及国产M5(b)合金腐蚀后高温环向强度与腐蚀时间的关系 ?——抗拉强度;?——屈服强度;实线——线性抗拉强度;虚线——线性屈服强度 腐蚀天数/d腐蚀天数/d 图2法国产(a)及国产M5(b)合金腐蚀后高温环向应变与腐蚀时间的关系 ?——国产M5合金:实线——乘幂(国产M5合金) M5合金包壳管高温爆破性能 张长义,徐远超,杨启法,宁广胜,佟振峰,林虎,杨文 在反应堆运行期间,特别是运行后期,由于燃料芯块与包壳的机械相互作用以及燃料芯块的裂 变气体的释放,包壳管将承受较大的双轴应力.为保障在反应堆运行期问的安全性,燃料元件包壳 管的完整性非常重要.而内压爆破试验更能体现出燃料包壳材料在堆内时的真实受力状态.本工作 采用内压爆破试样方法对国产和法国产M5锆合金包壳管爆破性能进行试验分析.M5锆合金是法玛 通公司开发研制的新一代燃料包壳材料.现已用作第3代改进型燃料组件AFA一3G燃料棒的包壳.国 内已引进M5锆合金包壳管制造技术,在2003年已生产出国产M5锆合金包壳管. 试验样品为法国产及国产9.5mm~0.57iIlrnM5锆合金包壳管.M5合金的爆破性能试验在375 ?下进行.用爆破试验来获得两种M5合金包壳管的环向爆破应力和最大周向应变,并对两种材料 的试验结果进行了对比. 图1所示为爆破试样的破口形貌,两种包壳管的破口形貌基本一致,破口形貌为鼓泡状.从试 验结果看出:法国产M5合金的爆破强度较国产M5合金的要低,两种材料的最大周向延伸率较为 接近.在375?的爆破试验结果表明:国产M5合金的爆破强度较法国产M5合金高4%左右:国