Влияние содержания кислорода на пластичность, повреждаемость и параметры акустической эмисии металла труб из сплава Zr-1%Nb

Исследовали структуру, механические характеристики и акустоэмиссионные спектры, записанные в процессе растяжения образцов горячедеформированных труб из сплава Zr-1%Nb с содержанием кислорода 0,06…0,18%. Обнаружена явная взаимосвязь между динамикой процессов деформации в металле с различным содержани...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2005
Автори:	Вахрушева, В.С., Коленкова, О.А., Сухомлин, Г.Д.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України 2005
Назва видання:	Вопросы атомной науки и техники
Теми:	Материалы реакторов на тепловых нейтронах
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/80595
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Влияние содержания кислорода на пластичность, повреждаемость и параметры акустической эмисии металла труб из сплава Zr-1%Nb / В.С. Вахрушева, О.А. Коленкова, Г.Д. Сухомлин // Вопросы атомной науки и техники. — 2005. — № 5. — С. 104-109. — Бібліогр.: 13 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-80595
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-805952015-04-20T03:01:56Z Влияние содержания кислорода на пластичность, повреждаемость и параметры акустической эмисии металла труб из сплава Zr-1%Nb Вахрушева, В.С. Коленкова, О.А. Сухомлин, Г.Д. Материалы реакторов на тепловых нейтронах Исследовали структуру, механические характеристики и акустоэмиссионные спектры, записанные в процессе растяжения образцов горячедеформированных труб из сплава Zr-1%Nb с содержанием кислорода 0,06…0,18%. Обнаружена явная взаимосвязь между динамикой процессов деформации в металле с различным содержанием кислорода и параметрами акустической эмиссии (АЭ), а также накоплением необратимых дефектов (пор). Показано, что метод АЭ более чувствителен к изменению содержания кислорода, чем механические характеристики. Исследования показали, что метод акустической эмиссии может быть успешно применен для оценки технологической пластичности и повреждаемости металла, а также для корректировки маршрутов холодной прокатки при изготовлении труб из циркониевых сплавов. Досліджували структуру, механічні характеристики і акустоемісійні спектри, записані в процесі розтягування зразків гарячедеформованих труб із сплаву Zr-1%Nb із вмістом кисню 0,06...0,18%. Знайдено явний взаємозв'язок між динамікою процесів деформації в металі з різним вмістом кисню і параметрами акустичної емісії, а також накопиченням незворотніх дефектів (пір). Показано, що метод АЕ більш чутливий до зміни вмісту кисню, ніж механічні характеристики. Дослідження показали, що метод акустичної емісії може бути успішно застосований для оцінки технологічної пластичності і пошкодженості металу, а також для коригування маршрутів холодної прокатки при виготовленні труб з цирконієвих сплавів. A structure, mechanical descriptions and AE spectrums written down in the process of tension of standards of hot-deformed pipes of the Zr-1%Nb alloy with maintenance of oxygen 0,06-0,18%, was studied. Obvious intercommunication between the dynamics of deformation processes in a metal with a different maintenance of oxygen and parameters of acoustic emission and also accumulation of irreversible defects is found out. It is shown, that the AE method is more sensible to the change of oxygen maintenance than mechanical descriptions. Researches showed that the acoustic emission method can be successfully applied for estimation of technological plasticity and damage of the metal, and also for correction of routes of the cold pipes rolling of zirconium alloys. 2005 Article Влияние содержания кислорода на пластичность, повреждаемость и параметры акустической эмисии металла труб из сплава Zr-1%Nb / В.С. Вахрушева, О.А. Коленкова, Г.Д. Сухомлин // Вопросы атомной науки и техники. — 2005. — № 5. — С. 104-109. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. 1562-6016 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/80595 5621.774.38:669.296]:620.179.18 ru Вопросы атомной науки и техники Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Материалы реакторов на тепловых нейтронах Материалы реакторов на тепловых нейтронах
spellingShingle	Материалы реакторов на тепловых нейтронах Материалы реакторов на тепловых нейтронах Вахрушева, В.С. Коленкова, О.А. Сухомлин, Г.Д. Влияние содержания кислорода на пластичность, повреждаемость и параметры акустической эмисии металла труб из сплава Zr-1%Nb Вопросы атомной науки и техники
description	Исследовали структуру, механические характеристики и акустоэмиссионные спектры, записанные в процессе растяжения образцов горячедеформированных труб из сплава Zr-1%Nb с содержанием кислорода 0,06…0,18%. Обнаружена явная взаимосвязь между динамикой процессов деформации в металле с различным содержанием кислорода и параметрами акустической эмиссии (АЭ), а также накоплением необратимых дефектов (пор). Показано, что метод АЭ более чувствителен к изменению содержания кислорода, чем механические характеристики. Исследования показали, что метод акустической эмиссии может быть успешно применен для оценки технологической пластичности и повреждаемости металла, а также для корректировки маршрутов холодной прокатки при изготовлении труб из циркониевых сплавов.
format	Article
author	Вахрушева, В.С. Коленкова, О.А. Сухомлин, Г.Д.
author_facet	Вахрушева, В.С. Коленкова, О.А. Сухомлин, Г.Д.
author_sort	Вахрушева, В.С.
title	Влияние содержания кислорода на пластичность, повреждаемость и параметры акустической эмисии металла труб из сплава Zr-1%Nb
title_short	Влияние содержания кислорода на пластичность, повреждаемость и параметры акустической эмисии металла труб из сплава Zr-1%Nb
title_full	Влияние содержания кислорода на пластичность, повреждаемость и параметры акустической эмисии металла труб из сплава Zr-1%Nb
title_fullStr	Влияние содержания кислорода на пластичность, повреждаемость и параметры акустической эмисии металла труб из сплава Zr-1%Nb
title_full_unstemmed	Влияние содержания кислорода на пластичность, повреждаемость и параметры акустической эмисии металла труб из сплава Zr-1%Nb
title_sort	влияние содержания кислорода на пластичность, повреждаемость и параметры акустической эмисии металла труб из сплава zr-1%nb
publisher	Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
publishDate	2005
topic_facet	Материалы реакторов на тепловых нейтронах
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/80595
citation_txt	Влияние содержания кислорода на пластичность, повреждаемость и параметры акустической эмисии металла труб из сплава Zr-1%Nb / В.С. Вахрушева, О.А. Коленкова, Г.Д. Сухомлин // Вопросы атомной науки и техники. — 2005. — № 5. — С. 104-109. — Бібліогр.: 13 назв. — рос.
series	Вопросы атомной науки и техники
work_keys_str_mv	AT vahruševavs vliâniesoderžaniâkislorodanaplastičnostʹpovreždaemostʹiparametryakustičeskojémisiimetallatrubizsplavazr1nb AT kolenkovaoa vliâniesoderžaniâkislorodanaplastičnostʹpovreždaemostʹiparametryakustičeskojémisiimetallatrubizsplavazr1nb AT suhomlingd vliâniesoderžaniâkislorodanaplastičnostʹpovreždaemostʹiparametryakustičeskojémisiimetallatrubizsplavazr1nb
first_indexed	2025-07-06T04:35:53Z
last_indexed	2025-07-06T04:35:53Z
_version_	1836870851981475840
fulltext	УДК 5621.774.38:669.296]:620.179.18 ВЛИЯНИЕ СОДЕРЖАНИЯ КИСЛОРОДА НА ПЛАСТИЧНОСТЬ, ПОВРЕЖДАЕМОСТЬ И ПАРАМЕТРЫ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ МЕТАЛЛА ТРУБ ИЗ СПЛАВА Zr-1%Nb В.С. Вахрушева, О.А. Коленкова, Г.Д. Сухомлин Государственный трубный институт им. Я.Ю. Осады, г. Днепропетровск, Украина Исследовали структуру, механические характеристики и акустоэмиссионные спектры, записанные в процессе растяжения образцов горячедеформированных труб из сплава Zr-1%Nb с содержанием кислорода 0,06…0,18%. Обнаружена явная взаимосвязь между динамикой процессов деформации в металле с различным содержанием кислорода и параметрами акустической эмиссии (АЭ), а также накоплением необратимых дефектов (пор). Пока зано, что метод АЭ более чувствителен к изменению содержания кислорода, чем механические характеристики. Исследования показали, что метод акустической эмиссии может быть успешно применен для оценки технологи ческой пластичности и повреждаемости металла, а также для корректировки маршрутов холодной прокатки при изготовлении труб из циркониевых сплавов. ВВЕДЕНИЕ Циркониевые сплавы нашли широкое примене ние в атомной энергетике благодаря уникальному сочетанию механических, коррозионных и ядерно- физических свойств[1]. Одним из элементов, оказывающих значительное влияние на свойства циркониевых сплавов, является кислород. В промышленных сплавах циркония кис лород присутствует в виде неизбежных примесей, а также вводится в качестве легирующего элемента для управления структурой и свойствами материала. При этом влияние кислорода неоднозначно. Изуче нию влияния кислорода на свойства циркониевых сплавов и поведение материала под облучением по священо большое количество работ [1-7]. Установ лено, что сегрегация примесей внедрения повышает риск разрушения в процессе эксплуатации[2]. С дру гой стороны, благодаря своему упрочняющему дей ствию кислород способствует повышению длитель ной устойчивости и сопротивления ползучести под облучением [3,4]. Так, кислород вводится в состав циркалоев как легирующий элемент до 0,14 и более процентов [1]. В работе [5] показано, что повыше ние содержания кислорода в оболочечных трубах из сплава Zr-1%Nb до 0,16%, вызывая интенсивное упрочнение, не приводит к значительной потере пластичности. Кроме того, с повышением темпера туры механических испытаний кислородное упроч нение ослабевает [1]. Присутствие кислорода до 0,5% при однородном его распределении не приво дит к значительному снижению коррозионной стой кости в сплавах циркония с ниобием [6,7]. Таким образом, влияние кислорода на эксплуата ционные свойства неоднозначно и требует дополни тельных исследований в каждом конкретном случае. В рамках Программы по созданию ядерно-топ ливного цикла в Украине Государственным труб ным институтом разработана новая технология производства труб из циркониевого сплава Zr-1%Nb, предусматривающая использование горя чего прессования вместо традиционной высокотем пературной ковки для получения трекс-трубы под холодный передел. При этом наряду с литой труб ной заготовкой электронно-лучевого переплава (ЭЛП) использовали новую заготовку, полученную гарнисажной плавкой с электромагнитным переме шиванием (ГЭМП) по технологии Физико-техниче ского института металлов и сплавов НАНУ в усло виях ГНПП «Цирконий», с содержанием кислорода 0,06…0,18%. Рост прочностных и некоторое сниже ние пластических характеристик сплава с повыше нием уровня содержания кислорода может негатив но сказываться на технологической пластичности при производстве трубной продукции на стадии хо лодной деформации. Поэтому возникла необходи мость оценки пластичности металла горячедефор мированных труб из слитков с различным содержа нием кислорода с целью уточнения параметров даль нейшей холодной прокатки. Для оценки свойств материалов помимо других в настоящее время широко применяется метод акусти ческой эмиссии (АЭ), который является чувствитель ным инструментом исследования структуры и свойств материалов [8,9]. В атомной энергетике ме тод АЭ применяется в основном для оценки качества готовых труб и контроля состояния изделий в про цессе эксплуатации [10,11]. Однако тот факт, что дан ный метод дает возможность прослеживать структур ные преобразования и накопление повреждений в ме талле непосредственно в процессе деформации, поз волил авторам работы применить его для оценки тех нологической пластичности металла при произ водстве труб из циркониевых сплавов. Целью работы является оценка влияния содержа ния кислорода на пластичность и повреждаемость структуры в процессе деформации металла горяче прессованных труб из сплава Zr-1%Nb из слитков ГЭМП-выплавки на основе исследования структуры и параметров акустической эмиссии. ________________________________________________________________________________ ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2005. №5. Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение (88), с.104-109. 104 МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА Исследовали горячедеформированные трубы, изготовленные из слитков ГЭМП выплавки ∅ 135 мм, с содержанием кислорода 0,06…0,18%. Прессо вание проводили на горизонтальном прессе с усили ем 16 мН со скоростью 0,4 м/с. Коэффициент вытяжки был общим для всех труб и составлял µ = 12,5. Раз меры горячедеформированных труб – ∅ 48×8,5 мм. Прессование осуществляли при температурах β-области с последующей закалкой в воду. Режимы прессования и механические свойства горячедефор мированных труб, изготовленных из слитков с раз личным содержанием кислорода, приведены в та блице. Режимы прессования и механические свойства горячедеформированных труб Содержание кислорода, % Режим прессования и охлаждения σ0,2, МПа σВ, МПа δ5, % ϕ, % 0,06 Нагрев 1050°С, выдержка 5 мин., вода 420…450 475…510 21…24 64…68 0,08 Нагрев 1050°С, выдержка 5 мин., вода 420…500 460…540 20…23 64…66 0,11 Нагрев 1100°С, выдержка 10 мин., вода 570…575 605…620 21…22 63…64 0,18 Нагрев 1100°С, выдержка 10 мин., вода 600…605 640…650 19…21 62…63 Структуру слитков и горячепрессованных труб изучали качественными и количественными метода ми на оптическом микроскопе "Неофот 21", автома тическом анализаторе структуры "Эпиквант" и элек тронном просвечивающем микроскопе ЭМ-125 ме тодом реплик с извлечением. При электронографи ческом анализе в качестве эталона для градуировки длины дифракционной камеры применяли напыле ный в вакууме спектрально чистый алюминий, что позволило с высокой точностью получать данные о межплоскостных расстояниях неизвестного веще ства. Изучение акустоэмиссионных спектров труб из циркониевого сплава Zr1Nb проводили на компью теризированном исследовательском комплексе. Аку стоэмиссионные сигналы регистрировали в процес се нагружения сегментов длиной 200 мм, вырезаных из обточенных и расточенных на размер ∅46×6,5 мм горячепрессованных труб. Нагружение образцов проводили путем одноосного растяжения при ком натной температуре со скоростью 1⋅10-3 с-1. В про цессе растяжения образцов синхронно регистриро вали усилие, перемещение, а также параметры АЭ: активность, скорость счета и суммарную амплитуду сигналов. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ Для слитков из сплава Zr-1%Nb ГЭМП-способа выплавки, также как и для слитков ЭЛП, характерна реечная структура, состоящая из пластин α-циркония и расположенных между ними прослоек β-ниобия. На рис. 1,а приведена микроструктура слитка ГЭМП-выплавки. Для сравнения на рис.1,б приведена микроструктура слитка ЭЛП. а б Рис. 1. Микроструктура слитка из сплава Zr-1%Nb, × 500: а – слиток ГЭМП выплавки; б – слиток выплавки ЭЛП Существование между пластинами α-циркония прослоек β-ниобиевой фазы с ОЦК-решеткой под- тверждается данными дифракции электронов. На рис. 2,а приведено электронномикроскопическое изображение отдельной пластинки – прослойки, из влечённой на экстракционную реплику, и её микро дифракционная картина (см. рис. 2,б), расшифрова ная согласно требованиям электронной дифракции [12] (см. рис. 2,в). Благодаря меньшему диаметру слитка и более вы сокой скорости охлаждения, слиток, полученный ГЭМП-способом выплавки, отличается меньшим раз мером исходного β-зерна и меньшими межпластиноч ными расстояниями между слоями в квазимонотекто идных колониях по сравнению со слитками ЭЛП (в среднем 3,5 мкм для слитков ГЭМП и 7,7 мкм для слитков ЭЛП, см. рис. 1). Уровень дисперсности структуры оказывает существенное влияние на ско ________________________________________________________________________________ ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2005. №5. Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение (88), с.104-109. 105 рость фазовых превращений при нагреве под прессо вание. Соответственно, скорость перекристаллизации слитков ГЭМП выше, чем слитков ЭЛП, что в про мышленных условиях приводит к сокращению време ни нагрева и уменьшению потерь металла, связанных с окислением повехностных слоев. а б в Рис. 2. Прослойки (рейки) ниобия, извлеченные на углеродную реплику, × 30000: а – электронномикроскопическое изображение; б – микродифракционная картина; в – схема расшифровки микродифракционной картины, ось зоны [111] циркония параллельна пуч ку электронов Предварительные исследования [13] показали, что наиболее благоприятной для холодной деформа ции является структура мартенситного типа, полу ченная закалкой в воду горячедеформированной за готовки после прессования при температурах β-области. На рис. 3,а-г приведена микроструктура горячедеформированных труб, полученных с при менением данной схемы из слитков ГЭМП с различ ным содержанием кислорода. Видно, что все трубы имеют структуру мартен ситного типа. Однако наличие α-циркониевой ото рочки вокруг бывших зерен β-фазы в горячепрессо ванных трубах с содержанием кислорода 0,11% и выше указывает на то, что с увеличением содержа ния кислорода распад β-фазы начинается при более высоких температурах. а б в г Рис. 3. Структура горячедеформированных труб различным содержанием кислорода ×500: 1 – 0,06% О2; 2 – 0,08% О2; 3 – 0,11% О2; 4 – 0,18% О2 Кроме того, как видно из рис. 3, в трубах с различным содержанием кислорода мартенсит ная матрица имеет различную морфологию. С увеличением содержания кислорода дис персность мартенситных кристаллитов повыша ется. Металлографические исследования, проведен ные на продольных шлифах, изготовленных из раз рушенных образцов, позволили проследить струк турные изменения, происходящие в процессе дефор мации, и связать их с параметрами АЭ. Микрострук ________________________________________________________________________________ ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2005. №5. Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение (88), с.104-109. 106 тура образцов деформированных труб приведена на рис. 4,а-г. Установлено, что для деформированных образ цов с содержанием кислорода 0,06...0,08% характер но наличие большого количества двойников в зоне разрушения (рис. 4,а). Однако с увеличением содер жания кислорода их количество по мере удаления от места разрыва уменьшается (см. рис. 4,б). В образ цах с содержанием кислорода 0,11% двойники встречаются редко даже вблизи зоны разрушения (см. рис. 4,в), а в деформированных образцах с 0,18% кислорода методом световой микроскопии двойники не обнаружены (см. рис. 4,г). а б в г Рис. 4. Структура образцов горячедеформированных труб с различным содержанием кислорода в зоне разрушения, ×500: 1 – 0,06% О2; 2 – 0,08% О2; 3 – 0,11% О2; 4 – 0,18% О2 По специально разработанной методике опреде лено количество пор в металле образцов горячепрес сованных труб по мере удаления от места разруше ния. Зависимости, построенные на основании этих данных, приведены на рис. 5. Видно, что с ростом содержания кислорода поры в образцах обнаружи ваются на большем расстоянии от места разрыва, т.е. зарождение необратимых повреждений структу ры начинается на более ранних стадиях деформа ции. Рис. 5. Количество пор в единице объема на различ ном удалении от места разрыва в образцах горяче деформированных труб с различным содержанием кислорода:  – 0,06%;  – 0,08%; × – 0,11%; o – 0,18% На рис. 6 изображены кривые активности и ско рости счета, а также деформационные кривые, запи санные в процессе одноосного растяжения образцов горячепрессованных труб с различным содержанием кислорода. ________________________________________________________________________________ ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2005. №5. Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение (88), с.104-109. 107 а б Рис. 6. Деформационные кривые и кривые активно сти (а) и скорости счета (б), записанные в процес се нагружения образцов горячепрессованных труб с содержанием кислорода: 1 – 0,06%; 2 – 0,08%; 3 – 0,11%; 4 – 0,18% Повышение уровня содержания кислорода при водит к некоторому упрочнению мартенситной мат рицы, однако мало сказывается на таких парамет рах, как относительное удлинение и сужение образ цов (см. табл. и рис. 6). В то же время параметры акустической эмиссии резко отличаются. Так, с уменьшением содержания кислорода наблюдается существенный рост активности сигналов. При этом происходит смещение максимума на АЭ-кривых в область развитой пластической деформации. В то время как для образцов с содержанием кис лорода 0,06…0,08% высокий уровень активности сохраняется вплоть до начала локализации деформа ции в шейке, для образцов с содержанием кислорода 0,11% и выше уровень сигналов заметно снижается уже на стадии равномерной пластической деформа ции. Подобная картина характерна и для кривых скорости счета и суммарной амплитуды сигналов. Для образцов с содержанием кислорода 0,06 % характерно наличие двух максимумов на кривой ак тивности. При этом максимум скорости счета совпа дает с провалом на кривой активности. Кроме того, в отличие от других образцов, рост количества со бытий здесь начинается еще до предела текучести, а максимальный уровень регистрируется уже на ран них стадиях процесса пластической деформации. Можно полагать, что на начальных стадиях де формация проходит по границам пакетов либо вну тризеренным скольжением дислокаций и сопрово ждается потоком АЭ-импульсов небольшой энергии. Снижение содержания кислорода приводит к сниже нию уровня твердорастворного упрочнения. В метал ле со структурой мартенситного типа, изначально имеющей высокий запас внутренней энергии, это приводит к развитию процессов множественного скольжения дислокаций на более ранних стадиях де формации. Следствием этого является рост количе ства дислокаций в скоплениях и увеличение энергии излучаемых АЭ-сигналов. Так, для образцов с содер жанием кислорода 0,06% рост активности еще на ста дии упругой деформации указывает на то, что движе ние дислокаций становится возможным при усилиях ниже предела текучести (см. рис. 6,а). Увеличение степени деформации приводит к упрочнению металла, а также снижению энергии и активности излучаемых сигналов. Когда с ростом степени деформации множественное скольжение дислокаций затрудняется, возникающие пиковые упругие напряжения могут релаксировать путем двойникования или в результате локального разру шения с образованием микропор. Двойникование, не приводя к значительной остаточной деформации металла, создает новые ориентировки, которые об легчают дальнейшее скольжение, тем самым, увели чивая пластическую деформацию, предшествую щую разрушению. Этим объясняется появление вто рого максимума на кривой активности образцов с 0,06% кислорода. Появление максимума на кривой скорости счета одновременно с падением количе ства событий указывает на интенсификацию процес сов двойникования и высокий уровень энергии излу чаемых при этом сигналов. Повышение содержания кислорода приводит к по давлению процессов двойникования и началу зарожде ния микропор уже на поздних стадиях равномерной пла стической деформации, на что указывает падение уровня АЭ-сигналов в металле образцов с содержанием кисло рода 0,11% и выше еще до начала локализации деформа ции. Исследования показали, что изменение количе ства кислорода в сплаве Zr-1%Nb в меньшей мере влияет на уровень механических свойств, чем на па раметры АЭ. Изучение особенностей процессов пла стической деформации и накопления необратимых дефектов в металле с различным содержанием кис лорода на основе анализа микроструктуры и АЭ- распределений позволяет прогнозировать его пове дение в очаге деформации при холодной прокатке. При выборе схем изготовления труб на холодном переделе необходимо учитывать, что с ростом со держания кислорода изменения в динамике процес сов деформации металла приводят к снижению уровня пластичности и росту вероятности образова ния дефектов структуры, неустранимых последую щей термической обработкой, при меньших степе нях деформации. С целью уточнения параметров холодной дефор мации горячепрессованных трубных заготовок с различным содержанием кислорода были прокатаны опытные образцы труб со степенью деформации ε =60%. Исследования подтвердили удовлетворитель ный уровень механических свойств и отсутствие неустранимых дефектов структуры в металле всех труб, включая трубы с 0,18% кислорода. АЭ иссле дования показали наличие достаточного запаса пла стичности в металле холоднодеформированных труб с содержанием кислорода 0,06...0,08%. Данные, по лученные при исследовании металла горячепрессо ванных и холоднодеформированных труб, позволя ют сделать вывод о возможности корректировки маршрутов прокатки труб с содержанием кислорода до 0,08% в сторону увеличения степени деформа ции. ________________________________________________________________________________ ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2005. №5. Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение (88), с.104-109. 108 ВЫВОДЫ 1.Исследовали слитки ГЭМП-выплавки из сплава Zr- 1%Nb с содержанием кислорода 0,06...0,18% и горя чедеформированные трубные заготовки, получен ные из них закалкой в воду после прессования при температурах β-области. 2.Показано, что содержание кислорода влияет на морфологию мартенситной матрицы горячедефор мированных труб, а также на процессы образова ния и развития необратимых повреждений струк туры (микропор) в процессе последующей дефор мации. 3.Изучена взаимосвязь параметров акустической эмиссии с эволюцией структуры и накоплением необратимых дефектов в процессе деформации образцов горячедеформированных труб. 4.Показано, что увеличение количества кислорода приводит к подавлению процессов двойникования и росту вероятности образования необратимых де фектов структуры при меньших степенях дефор мации. 5.Установлено, что метод АЭ более чувствителен к изменению содержания кислорода в металле горя чедеформированных труб из сплава Zr-1%Nb, чем механические характеристики. 6.Исследования показали, что метод акустической эмиссии может успешно применяться для оценки пластичности и повреждаемости металла, а также для корректировки маршрутов прокатки при изго товлении труб из циркониевых сплавов. ЛИТЕРАТУРА 1.А.С. Займовский, А.В. Никулина, Н.Г. Решетников. Циркониевые сплавы в атомной энергетике. М.: «Энергоиздат», 1981, 253 с. 2.I. Aitchison, P.H. Davies. Role of microsegre-gation in fracture of cold-worked Zr-2,5% Nb pressure tubes //J. Nucl. Mater. 1993,v. 203, № 3, р. 206–220. 3.А.В. Никулина, М.М. Перегуд, В.К. Шамардин, В.П. Кобылянский. Металлургические факторы, определя ющие свойства сплавов циркония под облучением //Труды Международной конференции по реакторно му материаловедению, Алушта, 22-25 мая 1990. Т. 4. Харьков, 1990, с. 40–54. 4.В.П. Кобылянский, В.К. Шамардин, З.Е. Островский, В.М. Раевский, А.В. Никулина, М.М. Перегуд, В.М. Григорьев. Радиационное формоиз менение оболочечных и канальных труб из сплавов циркония при высоких флюенсах нейтронов //Там же, с. 64-72. 5.В.А. Цикалов, Б.В. Самсонов, А.Я. Рогозянов, Н.П. Лосев, В.К. Шамардин, В.П. Кобылянский, А.В. Никулина, М.Б. Фивейский. Влияние реактор ного облучения на механические свойства циркони евых сплавов //Физика и химия обработки материа лов. 1982, № 6, с. 3–7. 6.Е.М. Тарараева, Л.С. Муравьева. Влияние кисло рода и олова на механические свойства сплавов цир кония с 1 и 2,5% Nb //Строение и свойства сплавов для атомной энергетики /Под ред. О.С. Иванова, Т.А. Бабаева. М.: «Наука», 1973, с. 158–172. 7.Р.Ф. Войтович. Окисление циркония и его сплавов. Киев: «Наукова думка», 1989. 8.З.А. Бибик, А.И. Потапов, В.М. Игнатов. Роль по верхности при пластической деформации металлов и сплавов и её связь с акустической эмиссией //ТД и НК. 1991, №1, с. 66–72. 9.А.А. Юдин, В.И. Иванов. Связь сигнала акустиче ской эмиссии с пластической деформацией металла //Проблемы прочности. 1986, №6, с. 103–105. 10.П.И. Стоев. Исследование акустических спектров циркония в процессе деформации //ВАНТ. Серия: ФРП и РМ. 1997, в. 1(65), 2(66), с. 135–139. 11.А.В. Судаков, Е.Ю. Нефедьев. Использование ме тода акустической эмиссии для выявления развиваю щихся дефектов в элементах оборудования АЭС с це лью продления сроков службы //Материалы научно- технической конференции «Перспективы и проблеммы развития атомной энергетики России и ряда госу дарств бывшего СССР на пороге ХХІ века», Санкт-Пе тербург, 5-7 октября 1999. С-Петербург, Изд. СПбГТУ. 1999, с. 324–328. 12.К. Эндрюс, Д. Дайсон, С. Киоун. Электроно граммы и их интерпретация /Пер. с англ. М.П. Уси кова /Под ред. Л.Г. Орлова. М.: «Мир», 1971. 256 с. 13.В.С. Вахрушева, Г.Д. Сухомлин, О.А. Коленко ва. Особенности процессов структурообразования в сплавах циркония с ниобием в литом и горячедефор мированном состояниях //Металознавство та те рмічна обробка металів: Науков. інформ. бюл. /Придніпровська державна академія будівництва та архитектури. Днепропетровск. 2002, №2-3, с. 11–18. ВПЛИВ ВМІСТУ КИСНЮ НА ПЛАСТИЧНІСТЬ, ПОШКОДЖУВАНІСТЬ І ПАРАМЕТРИ АКУСТИЧНОЇ ЕМІСІЇ МЕТАЛУ ТРУБ ЗІ СПЛАВУ Zr-1%Nb В.С. Вахрушева, О.А. Коленкова, Г.Д. Сухомлін Досліджували структуру, механічні характеристики і акустоемісійні спектри, записані в процесі розтягування зразків гаря чедеформованих труб із сплаву Zr-1%Nb із вмістом кисню 0,06...0,18%. Знайдено явний взаємозв'язок між динамікою процесів деформації в металі з різним вмістом кисню і параметрами акустичної емісії, а також накопиченням незворотніх дефектів (пір). Показано, що метод АЕ більш чутливий до зміни вмісту кисню, ніж механічні характеристики. Дослідження показали, ________________________________________________________________________________ ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2005. №5. Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение (88), с.104-109. 109 що метод акустичної емісії може бути успішно застосований для оцінки технологічної пластичності і пошкодженості металу, а також для коригування маршрутів холодної прокатки при виготовленні труб з цирконієвих сплавів. EFFECT OF OXYGEN CONTENT ON PLASTICITY, DAMAGE AND ACUSTIC EMISSION PARAMETERS OF Zr-1% Nb TUBES V.S. Vakhrusheva, O.A. Kolenkova, G.D. Sukhomlin A structure, mechanical descriptions and AE spectrums written down in the process of tension of standards of hot-deformed pipes of the Zr-1%Nb alloy with maintenance of oxygen 0,06-0,18%, was studied. Obvious intercommunication between the dynamics of defor mation processes in a metal with a different maintenance of oxygen and parameters of acoustic emission and also accumulation of irre versible defects is found out. It is shown, that the AE method is more sensible to the change of oxygen maintenance than mechanical de scriptions. Researches showed that the acoustic emission method can be successfully applied for estimation of technological plasticity and damage of the metal, and also for correction of routes of the cold pipes rolling of zirconium alloys. ________________________________________________________________________________ ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2005. №5. Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение (88), с.104-109. 110

Влияние содержания кислорода на пластичность, повреждаемость и параметры акустической эмисии металла труб из сплава Zr-1%Nb

Репозитарії

Схожі ресурси