文章标题:升温速率对锆合金管材氢化物析出的影响
文章作者:程绍杨 1,严孟元 1, 惠泊宁 1,2,陈 彪 2,李金山 2
关 键 字:锆合金;氢化物;升温速率;再取向
文章摘要:
锆合金因综合性能优异而被广泛用作轻水堆的燃料包壳材料。 核反应堆运行期间,包壳不可避免地从高温冷却剂中吸氢。 传统认知认为,在无外部载荷作用下,氢化物倾向于沿管材周向析出;仅当施加外部拉应力时才会发生再取向形成径向氢化物。 然而,本研究表明,在无外部机械载荷条件下,过高的升温速率亦可诱发显著的氢化物再取向行为。 实验结果显示,当升温速率提升至 20 ℃/min 时,管材外壁形成宏观可见的径向氢化物聚集区,呈现特征性的“太阳斑”状形貌。 分析表明,快速升温在管壁厚度方向上建立了陡峭的温度梯度,致使外壁因受内壁约束而产生动态环向拉应力;该应力场不仅驱动固溶氢向高拉应力区发生“上坡扩散”,更诱导氢化物在过饱和状态下垂直于拉应力方向择优析出。