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Zr-Sn-Nb合金带材力学性能各向异性研究

崔怡然 杨忠波 刘然超 邓传东 王晓敏 邱军 徐春容

崔怡然, 杨忠波, 刘然超, 邓传东, 王晓敏, 邱军, 徐春容. Zr-Sn-Nb合金带材力学性能各向异性研究[J]. 核动力工程, 2023, 44(S1): 131-136. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.S1.0131
引用本文: 崔怡然, 杨忠波, 刘然超, 邓传东, 王晓敏, 邱军, 徐春容. Zr-Sn-Nb合金带材力学性能各向异性研究[J]. 核动力工程, 2023, 44(S1): 131-136. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.S1.0131
Cui Yiran, Yang Zhongbo, Liu Ranchao, Deng Chuandong, Wang Xiaomin, Qiu Jun, Xu Chunrong. Study on Anisotropy of Mechanical Properties of Zr-Sn-Nb Alloy Strip[J]. Nuclear Power Engineering, 2023, 44(S1): 131-136. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.S1.0131
Citation: Cui Yiran, Yang Zhongbo, Liu Ranchao, Deng Chuandong, Wang Xiaomin, Qiu Jun, Xu Chunrong. Study on Anisotropy of Mechanical Properties of Zr-Sn-Nb Alloy Strip[J]. Nuclear Power Engineering, 2023, 44(S1): 131-136. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.S1.0131

Zr-Sn-Nb合金带材力学性能各向异性研究

doi: 10.13832/j.jnpe.2023.S1.0131
基金项目: 中核集团集中研发项目(中核科发〔2022〕377号)
详细信息
    作者简介:

    崔怡然(1999—),女,硕士研究生,现主要从事核结构材料研究,E-mail: cuiyiran326@163.com

  • 中图分类号: TL341

Study on Anisotropy of Mechanical Properties of Zr-Sn-Nb Alloy Strip

  • 摘要: 为探究Zr-Sn-Nb合金带材织构对其不同方向力学性能的影响,采用电子背散射衍射技术(EBSD)和拉伸试验分别对成品退火态Zr-0.85Sn-1Nb-0.3Fe合金带材的织构及不同方向力学性能进行系统分析。结果表明,合金带材中形成了典型的基面双峰织构,导致了力学性能的各向异性。随拉伸加载方向与轧制方向(RD)夹角的增大,带材主要滑移系的Schmid因子呈下降趋势,使得滑移系开启难度增大,屈服强度和屈强比增大,抗拉强度和硬化指数降低,Zr-Sn-Nb合金带材在RD上具有相对较好的冲压成形能力。

     

  • 图  1  拉伸试样取样方向及尺寸示意图 mm

    TD—横向;r—半径

    Figure  1.  Diagram of Sampling Direction and Size of Tensile Specimen

    图  2  Zr-0.85Sn-1Nb-0.3Fe合金带材偏离RD不同角度观察面的取向重构图

    Figure  2.  Orientation Image of Zr-0.85Sn-1Nb-0.3Fe Alloy Strip Deviating from RD at Different Angles

    图  3  Zr-0.85Sn-1Nb-0.3Fe合金带材偏离RD不同角度观察面的晶粒尺寸分布

    Figure  3.  Grain Size Distribution of Zr-0.85Sn-1Nb-0.3Fe Alloy Strip Deviating from RD at Different Angles

    图  4  Zr-0.85Sn-1Nb-0.3Fe合金带材的极图及IPF

    Figure  4.  Polar Figure and IPF Figure of Zr-0.85Sn-1Nb-0.3Fe Alloy Strip

    图  5  Zr-0.85Sn-1Nb-0.3Fe合金带材偏离RD不同角度观察面的再结晶组织

    蓝色—完全再结晶;红色—形变基体;黄色—亚结构

    Figure  5.  Recrystallization Structure of Zr-0.85Sn-1Nb-0.3Fe Alloy Strip Deviating from RD at Different Angles

    图  6  Zr-0.85Sn-1Nb-0.3Fe合金带材沿偏离RD不同角度的方向加载时的工程应力应变曲线

    Figure  6.  Engineering Stress-strain Curves of Zr-0.85Sn-1Nb-0.3Fe Alloy Strip Loaded in Directions Deviating from RD at Different Angles

    图  7  Zr-0.85Sn-1Nb-0.3Fe合金带材沿偏离RD不同角度的方向加载时的真实应力应变曲线

    Figure  7.  True Stress-strain Curves of Zr-0.85Sn-1Nb-0.3Fe Alloy Strip Loaded in Directions Deviating from RD at Different Angles

    图  8  Zr-0.85Sn-1Nb-0.3Fe合金带材偏离RD不同角度方向的力学性能

    Figure  8.  Mechanical Properties of Zr-0.85Sn-1Nb-0.3Fe Alloy Strip Deviating from RD at Different Angles

    图  9  不同加载方向上柱面滑移{$01\bar{1}0 $}<$\bar{2}110 $>的Schmid因子分布图

    Figure  9.  Schmid Factor Distribution of Prismatic Slip {$01\bar{1}0 $}<$\bar{2}110 $> in Different Loading Directions

    图  10  不同加载方向上锥面滑移{0001}<$\bar{2}110 $>的Schmid因子分布图

    Figure  10.  Schmid Factor Distribution of Pyramidal Slip {0001}<$\bar{2}110 $> in Different Loading Directions

    图  11  不同加载方向上基面滑移{$01\bar{1}0 $}<$\bar{2}113 $>的Schmid因子分布图

    Figure  11.  Schmid Factor Distribution of Basal Slip {$01\bar{1}0 $}<$\bar{2}113 $> in Different Loading Directions

    表  1  锆合金带材偏离RD不同角度方向上的nK

    Table  1.   n and K of Zr-Sn-Nb Alloy Strip Deviating from RD at Different Angles

    力学性能参数30°45°60°90°
    n0.1230.1030.0910.0740.063
    K755.42701.39649.12619.73596.39
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-02-21
  • 修回日期:  2023-02-24
  • 刊出日期:  2023-06-15

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