Технология изготовления оболочеч-ных и канальных труб

ТРУБы ИЗ СПЛАВА Zr – 1 % Nb (0,099% О₂)

ФИРМA SUMITOMO

Вакуумная дуговая плавка с расходуемым электродом (двойной переплав)

Ковка, формование заготовки (142 х 38 мм)

Горячее прессование (плакировка заготовки медью, Т = 700^оС, на  46х5;  = 7)

Прокатка  25,5 х 3,5)

Вакуумный отжиг (Т = 730^оС)

Прокатка ( 19,0 х 1,75)

Вакуумный отжиг (Т = 730^оС)

Прокатка ( 16,46 х 0,89)

Окончательный вакуумный

отжиг (Т = 480^оС)

Правка ( 16,43 х 0,87)

Контроль, испытания

Российские трубы из сплавов циркония

Металлический цирконий (иодидный, губчатый, порошок) + легирующие элементы + обороты



Получение брикетов прессованием и спеканием



Сварка брикетов в расходуемый электрод



Вакуумно –дуговая (электронно-лучевая) плавка слитков (двойной переплав)



Ковка на прутки и их термообработка



Резка на мерные заготовки



Получение полых труб прошивкой в горячем состоянии и укупорка в медные оболочки



Горячее выдавливание заготовки в толстостенные трубы



Холодная прокатка ( без или с медной оболочкой)



Травление, контроль поверхности



Промежуточная термообработка



Прокатка на конечный размер



Обезжиривание, травление



Окончательная термообработка



Правка труб



Отделка поверхности, испытания, контроль, упаковка

Текстура

• текстурные коэффициенты F_z , F_ и F_r, равные усреднённым квадратам косинусов углов между базисными векторами зёрен -фазы и осями z,  и r

Материал оболочки	Fz	F	Fr
Э110	0,10	0,28-0,40	0,50-0,62
Э635	0,19	0,43	0,38

• анизотропия всех свойств, в том числе механических

Сплав Э110

Влияние облучения на свойства циркониевых сплавов

1. Низкотемпературное радиационное упрочнение

 проявление радиационного упрочнения

Температурная зависимость предела текучести кольцевых образцов из сплава Э110 до (1) и после облучения (F_бн=3,810²²см^-2) (2) и изменение радиационного упрочнения при изохронном отжиге

 Кинетика радиационного упрочнения – обычная для конструкционных материалов: сначала быстрое увеличение пределов прочности и текучести, потом постепенное снижение темпа упрочнения и затем выход на предельное значение (сплав Э110) или на минимальную скорость вследствие структурных изменений (сплав Э635):

, m =1/3  1/2

 влияние облучения на анизотропию прочностных свойств

 связь радиационного упрочнения с радиационными дефектами

• упрочняющие дефекты: класеты и петли из вакансий или межузельных атомов, вторичные фазы

• наличие сложных дефектов

Сплав	Fб.н., см-2 1021	Выделения		Плотность дислокаций, см-2109		Петли
		Раз-мер, нм	Nв, см3 1014	а	с	Раз-мер, нм	Nп, см3 1016	Тип
Э110	0	50	2,5	2	2	-	-	-
	5	70	1,0	1	4	9 6	3 4	а с
Э635	0	120	5,0	2	1	-	-	-
	5	200	4,0	1	1	10	5,0	а

 аналитическая связь между упрочнением и плотностью петель

 - параметр, характеризующий взаимодействие скользящих дислокаций с петлями ; N_n,i – концентрация петель диаметром d_n,i ; b – вектор Бюргерса, равный 1/311 0.

 _п ,

_п - вклад петель в плотность дислокаций,

G_сb_п^1/2 - внутреннее напряжение, создаваемое петлями

 последствия радиационного упрочнения

• положительная роль увеличения прочностных характеристик связана с работой элементов АЗ в упругой области без значимых пластических деформаций

• отрицательная роль снижения пластической деформации сопряжена в принципе с возможностью хрупкого разрушения при нестационарном режиме работы

• в отличие от сталей облучённые циркониевые сплавы сохраняют достаточно высокие пластические свойства

Температурная зависимость общей конечной деформации кольцевых образцов из сплава Э110 до (1) и после облучения (F_бн=3,810²²см^-2) (2)

• выше температуры 550-600^оС влияние облучения уже не связано с низкотемпературным радиационным упрочнением