بررسی تحولات تنش باقی‌ مانده و تشکیل فاز مخرب هیدرید در مراحل تولید آلیاژ zr-1%nb

آلیاژzr-1%nb متداول‌ترین آلیاژ جهت استفاده به عنوان غلاف سوخت هسته‌ای در رآکتورهای روسی است. در فرایند تولید غلاف سوخت هسته‌‌ای، عملیات نورد سرد پیلگر و هم‌راستاسازی نهایی منجر به ایجاد تنش‏های باقی‌مانده و تغییر در توزیع این تنش‎‏ها در داخل غلاف سوخت می‌گردد. تنش‌های باقی‌مانده بر افزایش کسر هیدریدی در غلاف‏های سوخت هسته‎‌ای که در شرایط کاری با جذب هیدروژن آب، تشکیل می‏شوند و اثرات تخریبی دارند، موثر شناخته شده‏اند. در این تحقیق تنش‌های باقی‌مانده ایجاد شده در مراحل مختلف ساخت غلاف سوخت شامل نمونه‌های قبل از عملیات آنیل، بعد از آنیل و بعد از هم‌راستاسازی، با استفاده از روش‌های تفرق‌سنجی اشعه ایکس (xrd) و شیارزنی اندازه‏گیری شد. علاوه براین، میزان کسر هیدرید در نمونه‌های مختلف ارزیابی شد. تاثیر عملیات آنیل بر جهت‏گیری هیدریدها، در آنیل در دماهای 500، 540 و °c580 به مدت زمان 4 ساعت انجام شد.

investigation of residual stress changes and formation of hydride phase in production stages of zr-1%nb alloy

zr-1%nb alloy is the most common alloy used as nuclear fuel cladding in russian reactors. in producing a nuclear fuel cladding, the cold rolling (pilger) and the final straightening lead to the creation of residual stresses and a change in the distribution of these stresses within the fuel cladding. the residual stresses are known to be effective in increasing the hydride fraction in nuclear fuel pods formed under working conditions by hydrogen adsorption of water and have destructive effects. in this study, the residual stresses created in different stages of fuel cladding fabrication, including samples before annealing, post-annealing, and straightening, were measured using x-ray diffraction and splitting. in addition, the amount of hydride fraction in different samples was evaluated. the effect of annealing on the orientation of hydrides was performed in annealing at 500, 540, and 580 °c for 4 hours.