碘对N18锆合金应力腐蚀开裂的影响

研究了再结晶退火N18锆合金在碘气氛中的应力腐蚀开裂 (SCC)行为 ,着重研究了 35 0℃时碘分压对该合金SCC的影响 .结果表明 ,随着碘分压增加 ,N18合金对碘致应力腐蚀开裂的敏感性增加 ,开裂的临界应力强度因子KISCC降低 ,裂纹萌生所需的应力降低 ,裂纹萌生所需的时间也缩短 ;SCC裂纹的快速扩展也受碘分压的强烈影响 ,碘分压越高 ,裂纹扩展过渡到快速的穿晶准解理方式时对应的应力强度因子越低 ;碘分压不仅影响腐蚀产物层的形成 ,也影响裂纹扩展方式 .碘分压的影响规律可用碘的扩散机制及Zr-I

温度对Zr-Sn-Nb合金致应力碘腐蚀开裂的影响

研究了N18和N36锆合金在不同温度下的碘致应力腐蚀开裂(SCC)行为,用扫描电镜进行了断口分析。结果表明,对于再结晶状态的锆合金,随着试验温度升高,K_(ISCC)(临界应力强度因子)降低,裂纹萌生所需的应力降低,裂纹萌生所需的时间也变短；对于去应力状态的N18合金,试验温度从300℃增加到350℃,K_(ISCC)基本不变,裂纹萌生所需的应力降低,裂纹萌生所需的时间也变短；随着试验温度升高,断口上的腐蚀产物增多。

锆合金碘致应力腐蚀开裂试验研究方法概述

本文概述了国内外为研究锆合金碘致应力腐蚀开裂所建立的实验方法，分析总结了各种试验方法的特点，并提出了改进措施。

锆合金碘致应力腐蚀开裂应力强度因子阈值和开裂速率模型的研究

轻水堆的燃料包壳锆合金发生碘致应力腐蚀开裂(ISCC)是诸多因素共同作用的结果,确定应力强度因子阈值(KISCC),建立开裂速率模型是ISCC的主要工作。在ISCC众多的影响因素中,对KISCC影响最大的是织构、温度、快中子注量、碘浓度。本文根据实验数据拟合出KISCC的经验模型公式,并修正了开裂速率模型。结果表明,KISCC模型和修正后的开裂速率模型能够与试验结果符合较好。

新锆合金碘致应力腐蚀性能研究

研究了再结晶状态的相同成分、不同织构取向的两块新锆合金板材在不同的实验条件下的抗碘致应力腐蚀性能。用直流电位降法动态监测裂纹的长度。并对试样进行了织构的测定、第二相的观察和断口分析。结果表明,在实验条件下,N18-2(L-T)抗碘致应力腐蚀的能力优于N18-1(T-L)。断口形貌表明,在应力腐蚀裂纹的初始扩展阶段,断口沿晶开裂;在裂纹的稳态扩展阶段,以穿晶准解理扩展为主。

N36锆合金包壳管碘致应力腐蚀断面形貌分析

开展了在350℃和碘气氛环境下实施N36锆合金管环形样品的周向拉伸试验,研究N36锆管的碘致应力腐蚀开裂(I-SCC)行为。采用扫描电子显微镜(SEM)观察分析样品经I-SCC试验后的断面形貌。结果表明,试样边缘位置易于出现点蚀坑,多条裂纹平行于断口生长,沿晶与穿晶裂纹之间没有明显的界限。

Zr-Sn-Nb合金I-SCC腐蚀产物研究

利用SEM和EDXA对Zr-Sn-Nb合金碘致应力腐蚀断口上的腐蚀产物进行了观察分析。结果表明:腐蚀产物的成分主要是氧和锆,只有局部准解理断裂区域可检测到碘,碘与氧在锆基体上竞争吸附,形成不具保护作用的膜,促进局部严重氧化;应力、碘分压、合金成分及热处理状态等因素会影响腐蚀产物的特征,这些影响作用与碘的扩散、合金中第二相的数量以及Zr-I-O体系的化学平衡有关。

介质对N18合金应力腐蚀行为的影响

以我国自行研制的属Zr-Sn-Nb系的N18锆合金为对象。研究了N18合金分别在空气、乙醇及含碘量为10～3×10^4μg／g的乙醇溶液中，在恒应变速率（4.7×10^-6s^-1）条件下的拉伸行为．结果表明，当应变速率一定时．介质对试样的塑性即延伸率和断面收缩率有不同程度的影响．在乙醇中影响不大，但在含碘乙醇溶液中．试样的塑性随碘浓度的增加而下降．说明导致N18合金发生应力腐蚀的介质是碘而不是乙醇．N18合金横向试样在应变速率为4．7×10^-6s^-1下发生应力腐蚀的临界碘含量介于20～30μg／g之间．当碘浓度大于20μg／g时，在试样断口上可观察到典型的脆性断裂特征和腐蚀现象．在一定的成分范围内．合金的成分对N18合金的抗碘致应力腐蚀断裂（I-SCC）行为的影响不大．但织构对其I-SCC行为的影响较为显著．

锆合金包壳I-SCC性能评价

对N36、Zr-4、X锆合金包壳管环形试样在350、400℃下施加周向拉伸载荷,研究N36锆合金包壳管在10~2 Pa、10~3 Pa、10~4 Pa碘分压、Zr-4及X试样在102Pa碘分压下的碘致应力腐蚀开裂行为。研究发现:在350、400℃下以最大载荷为指标时,N36、Zr-4及X试样在一定碘分压环境中均会发生不同程度的碘致应力腐蚀开裂,断裂能量迅速下降;在相同试验条件下,N36试样的最大载荷和断裂能量下降最慢。

N36锆合金包壳管环向拉伸I-SCC行为评价(英文)

在102,103,104Pa碘蒸气压力和350℃温度条件下对N36锆合金包壳管进行I-SCC(碘致应力腐蚀)环向拉伸试验。对拉断后的环形试样进行宏观观察。碘环境下的试样表现出脆性断口,不同于无碘环境下的杯-杯形韧性断口形貌。分析试验载荷-位移曲线及力学参数,评价试样的I-SCC敏感性。碘环境下力学性能均较无碘环境下降,且下降程度随着碘浓度的升高而增大。通过对I-SCC评价参数的筛选,采用以拉伸载荷-位移曲线下面积表示的韧性作为I-SCC敏感性评价参数,结果表明包壳管韧性随着碘浓度的增加而降低。