Zr-4合金低周疲勞性能研究.pdf

1、該文綜述了目前國內(nèi)外對鋯-4合金低周疲勞性能的研究進展.并在此基礎上,研究了不同溫度 (室溫和400℃)、不同取向(平行于軋向和垂直于軋向)的再結晶退火態(tài)Zr-4合金板材試樣的低周疲勞性能.且進一步探討了氫對Zr-4合金的低周疲勞性能的影響.最后,通過分析合金的低周疲勞斷口,對其疲勞斷裂機理進行了分析總結.溫度對Zr-4合金的低周疲勞性能影響較明顯.在低應變幅區(qū),合金在室溫下的低周疲勞性能明顯優(yōu)于在400℃下的低周疲勞性能.但隨著應變幅

2、的增加,室溫和400℃下合金的疲勞壽命趨于接近.在400℃下,合金表現(xiàn)出與常溫下不同的循環(huán)特性,其循環(huán)穩(wěn)定滯后回線出現(xiàn)鋸齒狀波形,且在整個疲勞過程中呈現(xiàn)出一致循環(huán)硬化的現(xiàn)象,這主要是因為合金在400℃下發(fā)生動態(tài)應變時效效應的結果.室溫下對試樣滲氫約200μg/g.與室溫下未滲氫態(tài)試樣相比,滲氫后R向試樣的低周疲勞性能稍稍優(yōu)于未滲氫態(tài)R向試樣,但對T向Zr-4合金試樣,滲氫對其室溫低周疲勞性能幾乎沒有影響.此外,滲氫后R向試樣的低周疲勞性

3、能明顯優(yōu)于滲氫T向試樣的低周疲勞性能.與室溫下未滲氫態(tài)試樣相比,滲氫后合金的循環(huán)特性不變.Zr-4合金的低周疲勞斷口上,所有裂紋都起源于試樣最窄處的側表面,并逐漸向內(nèi)部擴展.常溫疲勞斷口和高溫疲勞斷口有著較大差別.常溫下,R向試樣的低應變幅疲勞斷口上較為明顯的特征是疲勞條紋的存在;T向試樣的疲勞裂紋擴展區(qū)斷口上則為輪胎痕花樣;滲氫態(tài)試樣室溫下疲勞斷口的主要特征為脊骨狀花樣和準解理斷裂特征.而400℃下,疲勞斷口最明顯的特征是大量二次裂紋