Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

юркова

69 views

Published on

юркова 18.10.2017

Published in: Engineering
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

юркова

  1. 1. выявление закономерностей и механизмов изменений характеристик текстуры деформации сплава Zr-2.5%Nb в процессе холодной прокатки Цель исследований: ВЛИЯНИЕ ПРОДОЛЬНОЙ ИВЛИЯНИЕ ПРОДОЛЬНОЙ И ПОПЕРЕЧНОЙ ПРОКАТКИ НА ТЕКСТУРНЫЙПОПЕРЕЧНОЙ ПРОКАТКИ НА ТЕКСТУРНЫЙ ПАРАМЕТР СПЛАВА Zr-2,5%NbПАРАМЕТР СПЛАВА Zr-2,5%Nb Воеводин В.Н.1 , Ковтун Г.П.1 , Ковтун К.В.1 , Малыхин Д.Г.1 , Рудычева Т.Ю.1 , Юркова Т.С.1 , Красноруцкий В.С.2 , Грицина В.М.2 , Слабоспицкая Е.А.2 , Черняева Т.П.2 1 Институт физики твёрдого тела, материаловедения и технологий, ННЦ ХФТИ; 2 Научно-технический комплекс "Ядерный топливный цикл" (НТК ЯТЦ), ННЦ ХФТИ
  2. 2. текстурный рентгеновский анализ методом обратных полюсных фигур (ОПФ) с расчётом текстурного параметра Текстурный параметр Кернса (f) – характеристика направленности осей «с» кристаллических ячеек зёрен в выбранном направлении изделия из ГПУ-металла – фактор анизотропии ряда характеристик изделия (qj) в заданном направлении (j): с НП (ПН) НН с ( ) ajacj qfqqq +−= с 2 jij f α2 cos= ВЛИЯНИЕ ПРОДОЛЬНОЙ И ПОПЕРЕЧНОЙ ПРОКАТКИ НА ТЕКСТУРНЫЙ ПАРАМЕТР СПЛАВА Zr-2,5%NbВЛИЯНИЕ ПРОДОЛЬНОЙ И ПОПЕРЕЧНОЙ ПРОКАТКИ НА ТЕКСТУРНЫЙ ПАРАМЕТР СПЛАВА Zr-2,5%Nb Метод исследований: fНН ≈ 0 fНН = 1
  3. 3. ОПФ трубы аксиальное направление AD тангенциальное направление TD (НП) радиальное направление RD (НН) сплав Zr-2.5%Nb, – труба ∅15,0×1,5 мм² направляющего канала ТВС РБМК Исходный материал: ВЛИЯНИЕ ПРОДОЛЬНОЙ И ПОПЕРЕЧНОЙ ПРОКАТКИ НА ТЕКСТУРНЫЙ ПАРАМЕТР СПЛАВА Zr-2,5%NbВЛИЯНИЕ ПРОДОЛЬНОЙ И ПОПЕРЕЧНОЙ ПРОКАТКИ НА ТЕКСТУРНЫЙ ПАРАМЕТР СПЛАВА Zr-2,5%Nb 3
  4. 4. заготовки – вырезанные из трубы продольно и поперечно, – выпрямленные до формы плоских пластин (полос), – отожжённые при 580°C в течение 3 ч. (частичная рекристаллизация) – и деформированные прокаткой при комнатной температуре на 7, 14, 20, 30, 40 и 55% Образцы для исследований: НН AD RD TD НП 31 32 33 34 35 36 37 38 интенсивность(у.е.) угол 2θ° Фрагменты рентгенограмм исходных образцов (снизу вверх): циркония и сплава Zr-2.5%Nb предыдущих исследований – и этого же сплава в данных исследованиях. ВЛИЯНИЕ ПРОДОЛЬНОЙ И ПОПЕРЕЧНОЙ ПРОКАТКИ НА ТЕКСТУРНЫЙ ПАРАМЕТР СПЛАВА Zr-2,5%NbВЛИЯНИЕ ПРОДОЛЬНОЙ И ПОПЕРЕЧНОЙ ПРОКАТКИ НА ТЕКСТУРНЫЙ ПАРАМЕТР СПЛАВА Zr-2,5%Nb 4
  5. 5. ТП при разных деформациях пластин – на внешней () и внутренней () сторонах Изменения ТП пластин со степенью деформации «внешней» () и «внутренней» () сторон. 0,2 0,4 0,6 0,8 внешн. внутр. f 0,2 0,4 0,6 0,8 0 0,2 0,4 0,6 0,8 внешн. внутр. степень деформации пластин продольнаяпрокатка (вдольоситрубы) поперечнаяпрокатка 0,2 0,4 0,6 0,8 внешн. внутр. f а 0,2 0,4 0,6 0,8 -0,2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 внешн. внутр. степень деформации поверхностей б 5 Результаты исследований:
  6. 6. 0,2 0,4 0,6 0,8 -0,2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 степень деформации f -7,5 -6,0 -4,5 -3,0 -1,5 0,0 1,5 3,0 4,5 6,0 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 исх. 7% 14% 19% 30% 39% 55% cos²α lnP 30°60° 45°90° 6 с Распределение ориентаций осей «c» по «пирамидам» первого рода при поперечной прокатке пластин сплава Zr-2.5%Nb (поперечная прокатка)В структурном аспекте осцилляции ТП связаны с поочерёдной активностью систем двойников {1012}〈1011〉 и {1011}〈1012〉 -- - -
  7. 7. E. Tenckhoff. Review of deformation mechanisms, texture and mechanical anisotropy in zirconium and zirconium base alloys // Proceedings of XVI International Symposium: Zirconium in Nuclear Industry. West Conshohocken, ASTM STP1467. 2006, p. 25-50. 7
  8. 8. 0,3 0,5 0,7 0,9 -0,2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 внешн. внутр. non-stop non-stop аппр. прод. аппр. f степень деформации поверхностей Технической причиной осцилляций предположительно считается задание интервалов ~ 0,5 ч. между звеньями прокатки В результате исследований образцов, изготовленных без перерывов между звеньями прокатки выявлено полное отсутствие осцилляций ТП. Изменения ТП со степенью деформации поверхностей пластин при поперечной прокатке. 8
  9. 9. 2 B.F. Luan, Q. Ye, J.W. Chen, H.B. Yu, D.L. Zhou, Y.C. Xin. Deformation twinning and textural evolution of pure zirconium during rolling at low temperature // Trans. Nonferrous Met. Soc. China Engl. Ed., 23 (10) (2013), pp. 2890-2895
  10. 10. Рентгеновским методом обратных полюсных фигур (ОПФ) исследована тек- стура деформации холодной прокаткой образцов сплава Zr-2.5%Nb в виде плос- ких пластин, полученных из заготовок, вырезанных продольно и поперечно из трубы ∅15,0×1,5 мм² направляющего канала тепловыделяющих сборок (ТВС) реакторов РБМК. Деформация пластин по её характеру рассматривалась как аналогия поперечной прокатки. Исследования проведены в интервале степеней деформации от 7 до 55%. Рассчитаны значения текстурного параметра Кернса (ТП) для обеих сторон пластин. Отмечены значительные различия текстуры на поверхности разных сторон пластин, что связывается с эффектом разгибания заготовок и режимом их предварительного отжига, недостаточным для выравнивания текстуры по толщине пластин. Построен оптимальный график изменений ТП со степенью деформации поверхностей пластин – деформация при разгибании плюс прокатка. Отмечена удовлетворительная точность поправок на разгибание, рассчитанных по параметрам трубы. Выявлена нерегулярность в виде осцилляций значений ТП на поверхностях пластин от степени деформации поверхностей. Установлена структурная причина осцилляций – поочерёдное действие систем двойникования {1012}〈1011〉 и {1011}〈1012〉 в условиях неоднородности макронапряжений вдоль толщины пластин. Выводы:Выводы: 9
  11. 11. Специальными исследованиями установлено, что такая нерегулярность связана с заданием между звеньями прокатки временных интервалов. Тем самым обнаружен эффект структурной релаксации материала в состоянии отдыха, с чем связано перераспределение активности систем двойникования и изменение направленности текстурных изменений. Скорректированные графики подтверждают двухстадийный характер изменений ТП и роль в этом конкретных систем деформации двойникованием. Поперечная прокатка отличается более высоким темпом возрастания текстурного параметра и повышенной активностью в этом системы {1012}〈1011〉 двойников растяжения. Эффект структурной релаксации способен влиять на характеристики материала, связанные с текстурой, и сказывается негативно на стойкость его к гидридной коррозии. 10
  12. 12. Использованные источники 1. Kearns J. Thermal expansion and preferred orienta-tion in Zircaloy //USAEC WAPD-TM-472. Nov. 1965. 2. Мацегорин И.В., Евстюхин А.И., Никишов О.А., Осипов В.В. Влияние текстуры на анизотропию физических и механических свойств канальных и оболочечных труб из сплавов на основе циркония / Препринт МИФИ 008-84. Москва. 1984. 3. Tempest P.A. Preferred orientation and its effect on bulk physical properties of hexagonal polycrystalline materials // Journal of Nuclear Materials/. 1992. – V.2-3. – p.191-200. 4. Хоникомб Р. Пластическая деформация металлов. Пер. с англ. Москва: «Мир». 1972. – 408 с. 5. Перлович Ю.А., Исаенкова М.Г., Грехов М.М. и др. Механизмы пластической деформации сплавов на основе циркония в условиях одноосного сжатия при различных температурно-скоростных режимах // Физика металлов и металловедение. 2006. – Т. 102, №6. – С. 683 692. 6. Агеев Н.В., Бобарэко А.А., Бецофен С.Я. Метод обратных полюсных фигур //Известия АН СССР. Серия «Металлы». 1974. – № 1. – с. 94. 7. Morris P.R. Reducing the effects of non-uniform pole distribution in inverse pole figure studies // Journal of Applied Physics. 1959. V.30, №4, P.595 -596. 8. Grytsyna V., Stukalov A., Chernyayeva T. et al. De-struction of crystallographic texture in zirconium alloy tubes // Fourteenth International Symposium: Zirconium in Nuclear Industry. Stockholm, Sweden, June 13-17, 2005. ASTM Stock. Number: STP1467. Bridgeport, NJ. 2006. – 305-329. 9. Calnan E.A., Clews C.J.B. The development of de-formation texture in metals. Part. III. Hexagonal struc-tures // Phil. Mag. Ser. 7. 1951. – V.42. – Issue 331. – p. 919-931. 10. E. Tenckhoff. Review of deformation mechanisms, texture and mechanical anisotropy in zirconium and zirconium base alloys // Proceedings of XVI Interna-tional Symposium: Zirconium in Nuclear Industry. West Conshohocken, ASTM STP1467. 2006, p. 25-50. 11. Т.П. Черняева, В.М. Грицина. Характеристики ГПУ-металлов, определяющие их поведение при механическом, термическом и радиационном воз-действии // Вопросы атомной науки и техники. Се- рия: «Физика радиационных повреждений и радиа-ционное материаловедение» (92). 2008, вып. 2, с. 15-27. 12. Tome C.N., Lebensohn R.A., Kocks U.F. A model for texture development dominated by deformation twinning; application to zirconium alloys // Acta metal. Mater. 1991. – Vol. 39, No. 11. – pp. 2667-2680. 13. Малыхин Д.Г. , Ковтун Г.П. , Поти-на Т.С. Особенности текстуры, микротвёрдости и механизмов деформации при холодной прокатке гафния // Вопросы атомной науки и техники. Сер.: Вакуум, чистые металлы, сверхпроводники (21). 2016. – №1(101). – С. 34-40. 14. Mendelson S. Zonal dislocations and dislocation reactions with twins in HCP metals // Scri. Met. 1970. – V.4, No.1. – p. 5-8. 15. Вишняков Я.Д., Бабарэко А.А., Владимиров С.А., Эгиз И.В. Теория образования текстур в металлах и сплавах. – М.: Наука, 1979. – 343 с.

×