Закономерности локализации деформации на параболической стадии пластического течения в ГПУ-сплавах циркония

• Автор: Колосов, Сергей Васильевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 129 с. : ил.

ГЛАВА I. Пластическая деформация циркония и его сплавов

1.1 Цирконий и его сплавы: структура и механические свойства

1.1.1 Нелегированный цирконий

1.1.2 Промышленные сплавы циркония

1.2 Деформационное поведение циркония и его сплавов

1.1.3 Деформация моно- и поликристаллического циркония

1.1.4 Пластичность и разрушение циркониевых сплавов

1.3 Локализация пластической деформации

1.3.1 Устойчивость пластического течения

1.3.2 Макролокализация пластической деформации

1.3.3 Взаимосвязь неустойчивости и макролокализации пластической деформации

1.4 Постановка задачи исследования ГЛАВА II. Материалы и методы исследования
2.1 Материалы исследований
2.2 Методы исследования
2.2.1 Метод обработки деформационных кривых
2.2.2 Метод исследования полей деформаций ГЛАВА III. Деформационные кривые сплавов циркония
3.1. Анализ деформационных кривых Заключение
ГЛАВА IV. Локализация пластической деформации сплавов циркония
4.1. Локализация пластической деформации в сплаве Э110
4.2. Особенности локализации пластической деформации в сплаве Э635
4.3. Локализация пластической деформации в сплаве циркалой

4.4. Характер изменения пространственного периода локализации на параболической стадии деформации сплавов циркония
Заключение
ГЛАВА V. Закономерности локализации пластического течения при формировании шейки в сплавах циркония
5.1. Метод оценки степени деформации
в очагах локализации пластического течения в сплавах циркония
5.2. Характер накопления деформации в очагах локализации
при пластическом течении сплавов циркония
5.3. Неустойчивость пластического течения в сплавах циркония
5.4. Синергетический подход к описанию
эволюции пластического течения в сплавах циркония
Заключение
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
Исследования локализации пластического течения, проводимые в ИФПМ СО РАН в течение двух последних десятилетий позволили установить, что пластическая деформация развивается локализовано от своего зарождения при пределе текучести и до разрушения при достижении предела прочности. Картины локализации деформации тесно связаны с действующим на данной стадии течения законом деформационного упрочнения. При этом характер локализации в достаточной мере исследован для стадий легкого скольжения монокристаллов, линейного и параболического упрочнения. Однако одна из наиболее интересных стадий процесса - стадия предразрушения в этом отношении исследована несравненно хуже. С этой точки зрения в настоящее время детальный анализ кинетики развития локализации макродеформации именно на этой стадии и при переходе к формированию шейки и собственно разрушению представляет собой первоочередную задачу.
В этом случае очень важно не только непосредственно перейти к анализу явлений на стадии предразрушения, но и адекватным способом выбрать материал для исследования, который сочетал бы в себе достаточную пластичность (длинный участок кривой течения, соответствующий стадии предразрушения) и важные с прикладной точки зрения свойства.
Этому удовлетворяют циркониевые сплавы, которые являются основным конструкционным материалом для деталей активной зоны и тепловыделяющих систем атомных энергетических реакторов. Важнейшим конструкционным элементом, для изготовления которых сплавы циркония нашли широкое применение, являются оболочки твэлов. Дальнейшее повышение экономической эффективности использования топлива в реакторах напрямую связано с необходимостью увеличения ресурсных характеристик циркониевых изделий, которые можно повысить путем оптимизации технологии их изготовления. Здесь на первый план выступают
каждой из спеклограмм, и производные по координатам х и у, являющиеся составляющими тензора пластической дисторсии, выглядят следующим образом (для плоского случая);
Таким способом можно получить полную информацию о распределениях компонент тензора дисторсии для любого момента нагружения материала. Картины распределений компонент выводятся в графическом виде на экран, а при желании могут быть сохранены в виде численных значений в соответствующих файлах. Точность определения смещения определяется главным образом разрешением используемого фотоматериала и достигает 3-5 мкм [75]. В данной работе использовалась широко распространенная эмульсия, позволяющая получать спеклограммы с точностью определения смещений порядка 3 мкм. Для регистрации спеклограмм в работе использовался лазер ОГМ-20 с длиной волны X = 694 нм и диаметром пучка к = 6,3 мм, а для расшифровки спеклограмм - лазер ЛГН-115 с длиной волны X = 635 нм и диаметром пучка к = 1,3 мм.
В завершение отметим, что представленная методика измерений характеризуется, прежде всего, высоким быстродействием, а точность определения измеряемых величин вполне удовлетворительна для решения поставленных задач.
Важной количественной характеристикой картины макролокализации пластического течения является пространственный период локализации деформации X - расстояние между соседними очагами локализации деформации (рис. 2.4.2). Для его более точного определения использовали процедуру спектрального анализа наблюдаемых распределений компоненты Си тензора пластической дисторсии.
£хх=ди/дх
Еуу=ду/ду
£ху= £уХ=0,5 (ди/дх+ду/ду) а>2=0,5 (ду/дх- ди/ду)
(21)
(22)
(23)
(24)