Эволюция дислокационной структуры и стадийность деформационных кривых в ГПУ - сплавах циркония

• Автор: Гирсова, Светлана Леонидовна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 218 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ:
ВВЕДЕНИЕ

1. ПЛАСТИЧЕСКАЯ ДЕФОРМАЦИЯ ЦИРКОНИЯ И ЕГО СПЛАВОВЮ

1.1 Цирконий и его сплавы: структура и механические свойства

1.1.1 Нелегированный цирконий

1.1.2 Промышленные сплавы циркония

1.2 Пластическая деформация циркония и его сплавов

1.2.1 Природа пластической деформации

1.2.2 Пластическая деформация циркония скольжением

1.2.3 Пластическая деформация циркония двойникованием

1.2.4 Текстура

1.2.5 Деформационное упрочнение циркония и его сплавов
1.2.5.1 Деформационные кривые
1.2.5.2 Эволюция дислокационных субструктур и ее связь со
стадийностью деформационных кривых
1.2.5.3. Дислокационные субструктуры в цирконии
1.2.6Локализация пластической деформации
1.3 Постановка задачи
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Структура и фазовый состав материалов исследований
2.1.1 Фазовый состав и структура исследуемых материалов
2.1.2 Текстура и деформационные кривые
2.2 Методы исследований
3. СВЯЗЬ СТАДИЙНОСТИ КРИВЫХ ТЕЧЕНИЯ И эволюции ДИСЛОКАЦИОННЫХ СУБСТРУКТУР В СПЛАВАХ ЦИРКОНИЯ
3.1 Типы наблюдаемых дислокационных субструктур

3.2. ЭВОЛЮЦИЯ ДИСЛОКАЦИОННЫХ СУБСТРУКТУР В ПРОЦЕССЕ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ
3.2.1 Эволюция дислокационной структуры в сплаве Э110
3.3.2 Дислокационные субструктуры в сплаве Э635
3.3.3. Особенности дислокационных превращений в сплаве циркалой
Заключение к разделу
4. КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ПАРАМЕТРЫ ДИСЛОКАЦИОННЫХ СУБСТРУКТУР И СТАДИЙНОСТЬ ДЕФОРМАЦИОННЫХ КРИВЫХ
4.1 Количественные характеристики дислокационной структуры в различных субструктурных составляющих
4.1.1. Особенности изменения параметров дислокационной структуры в сплаве Э110
4.1.2. Количественные характеристики дислокационной структуры в сплаве Э635
4.1.3 Характер изменения параметров дислокационной структуры в сплаве циркалой
4.2 Особенности формирование напряжения течения в сплавах циркония
4.3. Влияние плотности дислокаций на характер дислокационных
превращений в сплавах циркония
Заключение к разделу
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Циркониевые сплавы, обладающие рядом важных физикомеханических свойств, являются основным конструкционным материалом для деталей активной зоны атомных энергетических реакторов. Дальнейшее повышение экономической эффективности использования топлива в реакторах связано с необходимостью увеличения ресурсных характеристик циркониевых изделий, которые можно повысить путем оптимизации их состава и технологии изготовления. Здесь на первый план выступают высокие требования к пластичности материалов в процессе холодной обработки давлением. Для обеспечения оптимальной технологической пластичности циркониевых сплавов необходимо знание закономерностей их деформационного поведения, эволюции микроструктуры в процессе пластического течения и влияния на неё структурно-фазового состояния материала.
Интерес к сплавам циркония и выбор в качестве материала исследований обусловлен ещё и тем, что характер деформации ГПУ -материалов с отношением с/а < 1.633, поведение кривых их пластического течения и закономерности эволюции дефектной структуры изучены недостаточно. До сих пор не сложилось единого представления даже о природе пластической деформации и механизмах деформационного упрочнения нелегированного циркония. Деформационные характеристики многокомпонентных технических ГПУ - сплавов на его основе и влияние на них фазового состава и микроструктуры изучены значительно слабее. При этом отсутствуют систематические исследования эволюции дислокационной структуры циркониевых сплавов в процессе пластического течения, механизмов деформационного упрочнения и их взаимосвязи со стадийностью деформационных кривых. Не ясна роль особенностей развития микроструктуры в возникновении обнаруженной ранее закономерности эволюции макролокализации деформации ГПУ- циркониевых сплавов,

приложенной нагрузки, {1012}-двойники формируются преимущественно в зернах с осью [0001] близкой к направлению деформирования.
Двойникование несомненно является важным механизмом деформации циркония. Оно способствует локализации деформации и снижению пластичности. Границы двойников служат эффективными препятствиями и точками закрепления дислокаций. При существенной деформации границы {1010} двойников могут воспринимать значительную деформацию скольжения [ИЗ, 114] ив образцах, подвергшихся деформации 10% и более, двойники имеют заметную кривизну. При деформации 50% отмечалось частичное разрушение микродвойников. Авторы работы считают, что присутствие двойников в структуре а - фазы по торможению перемещения дислокаций эквивалентно уменьшению размера зерен в 2...3 раза. Двойникование связано с образованием микротрещин и разрушением [115, 100].
Однако следует отметить, что двойникование исчерпывает себя на ранних степенях деформации за счет обеднения благоприятных ориентировок и измельчения структуры. Кроме того, критическое напряжение начала двойникования больше, чем критическое напряжение сдвига, и сильнее возрастает с ростом концентрации примесей внедрения и уменьшением размера зерна. Считается, что некоторые легирующие элементы [1, 4, 5 20], например ниобий, а также повышенное, более 0,11 мас.%, содержание кислорода способны подавлять двойникование [116].
1.2.4 Текстура
Цирконий обладает сильной анизотропией; экспериментальные значения коэффициентов упругости эц = 1.01, Эзз = 0.798, з44 = 3.125
0.404, Э13 = -0.241. Модуль Юнга в зависимости от кристаллографического направления может изменяться в три раза (рис. 1.6).