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噴丸處理的鋯合金殘余應(yīng)力場(chǎng)分布規(guī)律

作者:青島淳九機(jī)器有限公司 來源:knnjoo 發(fā)布時(shí)間:2018-07-24 瀏覽:336

摘 要: 目的 通過不同的噴丸處理工藝,探索適用于鋯合金包殼管的噴丸處理參數(shù)。 方法 對(duì)鋯合金包殼管采取 9 種不同的噴丸處理工藝且編號(hào)(1—9 號(hào)),采用 XRD 殘余應(yīng)力檢測(cè)技術(shù),對(duì)處理后的包殼管試樣分別進(jìn)行軸向和切向的殘余應(yīng)力場(chǎng)測(cè)定。 結(jié)果 未噴丸處理的試樣表面軸向、切向殘余應(yīng)力分別為-277 MPa和-250 MPa,{zd0}應(yīng)力在最外表層。噴丸處理試樣表面軸向殘余壓應(yīng)力比未噴丸處理的大,只有 9 號(hào)工藝對(duì)應(yīng)的表面軸向殘余應(yīng)力比未噴丸的小,這很有可能是因?yàn)閲娡鑿?qiáng)度過大,在表面形成了微裂紋,殘余應(yīng)力得以釋放,所以鋯合金包殼管的噴丸強(qiáng)度不宜超過 0.40 mmA。對(duì)于強(qiáng)度較高的 5—9 號(hào)噴丸工藝,噴丸強(qiáng)度達(dá)到 0.15 mmA 以上,包殼管壓應(yīng)力影響層的厚度均超過 460 μm,幾乎達(dá)到了噴丸處理后包殼管的整個(gè)壁厚。在相同噴丸強(qiáng)度和相同彈丸直徑條件下,玻璃丸的表面壓應(yīng)力和{zd0}壓應(yīng)力與不銹鋼丸的相近,不銹鋼丸處理的壓應(yīng)力影響層比玻璃丸處理的壓應(yīng)力影響層厚約 80 μm。 結(jié)論 在相同噴丸強(qiáng)度和相同彈丸材料下,改變彈丸直徑對(duì)鋯合金兩個(gè)方向上的表面殘余應(yīng)力和{zd0}殘余應(yīng)力的大小影響不大;直徑較小的彈丸對(duì)應(yīng)軸向{zd0}殘余應(yīng)力的位置更深,直徑較大的彈丸對(duì)應(yīng)切向{zd0}殘余應(yīng)力的位置更深。隨著鋯合金噴丸強(qiáng)度的增加(沒有出現(xiàn)過噴),表面兩個(gè)方向上的殘余應(yīng)力都增加,兩個(gè)方向上的{zd0}殘余應(yīng)力也有所增加。 本文由廠家整理

關(guān)鍵詞:鋯合金;核反應(yīng)堆;噴丸;殘余應(yīng)力;表面改性技術(shù)


鋯及鋯合金具有優(yōu)異的力學(xué)性能、核性能和耐蝕性能,其熱中子吸收截面很小,約為 0.18 b(1 b= 1 10 28 m 2 ),所以用于核反應(yīng)堆中作包殼管,其性能將直接影響jy設(shè)備和核電站的安全性和可靠性 [1] 。隨著高性能的開發(fā)和使用,更換的周期變長,因此包殼管的性能要求也逐步變高。對(duì)于鋯合金包殼管,主要有兩種手段可以達(dá)到延長使用壽命的目的:一是改變合金成分,研究開發(fā)新型鋯合金,例如美國西屋公司研究開發(fā)的 ZIRLO,法國開發(fā)的M5 合金及俄羅斯開發(fā)的 E

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