Радиационно-термическая ползучесть, радиационный рост и распухание

1. Закономерности и модели радиационно-термической ползучести

2. Влияние радиации на ползучесть и релаксацию напряжения

3. Радиационный рост

4. Распухание КМ

Закономерности и модели радиационно-термической ползучести

Ползучесть без облучения

Сплав	Размеры труб	Т, оС	экв , МПа	(Т,экв),ч-1
Э110	9,15 0,7 мм	350-400	 50 50 – 100 100 – 120 120 – 200	4,610-9эквС, 7,24210-12 С, 1,46710-175,5С, 9,310-238,0С, где С =3,35071017е-25140/Т
		300- 800	9 – 32 32 – 90  90	7,1105  е-28900/Т , 2,6101  е-28900/Т, 2,0109exp(0,05экв)е28900/Т
		350-400	70 – 120	36,5  е-25600/Т
		500-800	5 – 200	Ash[B(экв-o)]e-(27500300000)/T
	5,8 0,5 мм	300-450	50 – 140	8,1910-2  е-25500/Т
Э635	9,15	300-450	80 – 120	8,15102  е-22800/Т
	5,8	500-800	50 – 140	39,4  е-19500/Т

Ползучесть при облучении по Николсу (обработка результатов Фидлериса):

Схема механизмов ползучести облучаемых сплавов циркония:

1 – радиационный рост;

2 – ползучесть по петлевому механизму;

3 – ползучесть, контролируемая скольжением;

4 – ползучесть при изгибе сегментов дислокаций;

5 – ползучесть, контролируемая переползанием;

6 – ползучесть путём перерезания препятствий дислокациями

Концепция

 Ползучесть анизотропна и многокомпонентна. Каждая компонента развивается независимо. Общая деформация равна сумме вкладов всех компонент.

 НДС по трём главным направлениям при всех видах нагружения для каждой компоненты определяется из системы механических уравнений.

,

,

,

,

G + H = 1, , ,

 Для каждой i-компоненты необходимо определить коэффициенты G_i, H_i, F_i и зависимости d_экв,i/dt от факторов внешнего воздействия.

 Действующие механизмы и формализм соответствующих им компонент ползучести

 линейные (  ):

1. Ползучесть Набарро-Херринга (Н-Х) – направляемый напряжением массоперенос посредством термической диффузии по объему зерен

- эквивалентная скорость установившейся ползучести Н-Х, 1/ч

Q_v – энергия активации объемной диффузии, кДж/моль

R – газовая постоянная, равная 8,31 кДж/моль

d - размер зерма, м

Т – температура, К

_экв – эквивалентное напряжение, МПа

А_Н-Х - коэффициент

2. Ползучесть Кобле (К_о) – направляемый напряжением массоперенос посредством термической диффузии по границам зерен

Q_гз – энергия активации диффузии по границам зерен

3) Радиационная ползучесть (Р) по SIPA (stress induced preferred absorption of defects) или петлевому механизму (переползание дислокаций или петель без скольжения)

В – модуль радиационной ползучести, 1/(МПасна)

К – скорость радиационного повреждения материала, сна/ч

 нелинейные (степенные) (  ⁿ):

1. Ползучесть (С1) со скольжением дислокаций в плоскости наиболее легкого скольжения (п) с переползанием через препятствия посредством объемной диффузии

n – показатель степени, равный 3 – 6

G_c – модуль сдвига, МПа

С_п – функция радиационного упрочнения по отношению к скольжению дислокаций в плоскостях п

2. Ползучесть С_i2 со скольжением дислокаций в плоскости наиболее легкого скольжения с переползанием через препятствия посредством диффузии по дислокационным трубкам

Q_g – энергия активации диффузии по дислокационным трубкам, кДж/моль

3) Инициируемая облучением ползучесть (С3) со скольжением дислокаций в другой плоскости скольжения (б) с переползанием через препятствия посредством диффузии

С_б - функция радиационного упрочнения по отношению к скольжению дислокаций в плоскостях б

 Факторы воздействия:

_экв,i, Т, скорость К и доза Kt повреждения

 Суммарная эквивалентная скорость установившейся ползучести

 Влияние радиационного упрочнения на установившуюся ползучесть:

без облучения - C_п и C_б равны нулю

после облучения до максимального радиационного упрочнения

плоскости п

плоскости б

 Влияние неустановившейся ползучесть без облучения или после предварительного облучения свыше 1 сна

^х

^х .

Первая [ ]:

• Первый член – необратимая неустановившаяся составляющая степенных компонент С1, С2, С3

• Второй член - обратимая неустановившаяся составляющая степенных компонент С1, С2, С3

Вторая [ ]: кинетический член неустановившейся ползучести

За пределами [ ]: – вклад всех компонент на установившейся стадии

 одновременное увеличение деформационного и радиационного упрочнения

(«н», «р» и «п» - нулевое, максимальном и промежуточном радиационное упрочнение)