Деформации радиационного

Исследования показали, что скорость коррозии возрастает с увеличением степени пластической деформации (наклепа), а коррозионное разрушение локализуется преимущественно по плоскостям скольжения. Пластическая деформация значительно ускоряет анодную реакцию, но почти не влияет на скорость выделения водорода. Корреляции между содержанием углерода (и других примесей) и током обмена водорода не обнаружено. Авторы объясняют влияние наклепа на скорость коррозии выходом на поверхность металла дислокаций, которые служат местами предпочтительного растворения. Поскольку при ступенчатой пластической деформации проволоки кручением существенно изменяется микрорельеф поверхности, для получения более достоверных поляризационных характеристик было проведено исследование [2, 61 ] массивных образцов из стали 20. Образцы подвергали деформации одноосным растяжением в режиме статического нагружения. Электролитом служили растворы серной и соляной кислот.

Поскольку при ступенчатой пластической деформации проволоки кручением существенно изменяется микрорельеф поверхности, для получения более достоверных поляризационных характеристик было проведено исследование массивных [67, 54 ] образцов из стали 20. Образцы подвергали деформации одноосным растяжением в режиме статического нагружения. Электролитом служили растворы серной и соляной кислот.

Номер пружины жины при максимальной деформации, проволоки d наружный пружины одного витка, кгс/мм прогиб одного витка /,, мм

Номер пружины жины при максимальной деформации, проволоки d наружный пружины одного витка, кгс/мм прогиб одного витка /si мм

Номер пружины жины при максимальной деформации, проволоки d наружный пружаиы Zl ОДНОГО витка, кгс/мм прогиб одного витка /а, км

Номер пружины жины при максимальной деформации, проволоки d наружный пружины г, одного витка, кгс/мм прогиб одного витка /а, мм

Номер пружины жины при мак сима льной деформации, проволоки d наружный пружины Z, ОДНОГО витка, кгс/мм прогиб одного витка /з, ММ

Номер пружины жины при максимальной деформации, проволоки d наружный пружины г, одного витка, КГС/ММ ирогио одного вит-, ка /,, мм'

Номер пружины жины при максимальной деформации, проволоки d наружный пружины Zl ОДНОГО витка, кгс/мм прогиб одного витка /з, ММ

Номер пружины жины при максимальной деформации, проволоки d наружный пружины Zj ОДНОГО витка, кгс/мм прогиб одного витка /з, мм

Упрочнение сплава при отпуске (рис. 5) становится заметным при деформации не ниже 30% и тем большим, чем выше степень предварительного наклепа. Макси-малоьных значений механические свойства достигают в результате отпуска при 500— 550 С и деформации выше 70—80%. Вместе с тем наибольшая стабильность свойств при повышенных температурах (рис. 6) сохраняется в проволоке, деформированной с небольшими обжатиями (до 30%). Кратковременный предел прочности в этом случае остается практически постоянным до 500—550° С; после деформации проволоки

Рис. 18. Деформации проволоки при тангенциальных колебаниях пакета лопаток.

Дозная зависимость радиационного роста. Первые экспериментальные наблюдения обнаружили линейную зависимость деформации радиационного роста урановых образцов до дозы облучения. Это дало основание Пейну и Киттелу [61 высказать предположение о том, что коэффициент радиационного роста является константой, которая зависит только от совершенства кристалла и температуры облучения. Однако, как выяснилось в ходе дальнейших

На рис. 111 показано изменение деформации радиационного роста поликристалла а-урана с ярко выраженной текстурой [0101 в зависимости от глубины выгорания [211. Наклон кривой в каждой точке характеризует мгновенное значение коэффициента радиа-

Рис. 111. Экспериментальная зависимость деформации радиационного роста поликристаллического образца а-урана от глубины выгорания Р (Гобл~40сС)[21]

Нестабильность радиационно-индуцированных изменений размеров урановых образцов, облученных малыми дозами, проявляется также в эффекте возврата деформации радиационного роста при послерадиационном отжиге. Величина возврата зависит от степени совершенства кристаллов. На рис. 115 приведены данные из работы [11] по возврату деформации радиационного роста вследствие послерадиационного роста, прошедшего в результате после-радиационного отжига двух различных образцов, облученных до выгорания 3 • 10~б. Согласно этим данным, отжиг вплоть до 500 К после облучения от 10 до 20 К вызывает менее 7% возврата для монокристаллических образцов и около 16% для поликристаллов. Наблюдающееся различие в величинах возврата авторы [11] связывают с различной исходной концентрацией дислокаций и других

Рис. 115. Возврат деформации радиационного роста урановых образцов при изохронном отжиге после облучения [И]:

Сведения о дозной зависимости радиационного роста циркония ограничены и отчасти противоречивы. В работе [5] исследовалась дозная зависимость радиационного роста сплава циркаллой-2. Было обнаружено, что деформация радиационного роста образцов подчиняется зависимости вида (Ф()" в температурной области от —196 до +280° С. На рис. 116 и 117 приведено изменение деформации радиационного роста и расчетного значения коэффициента роста G как функции от дозы нейтронов для различных температур облучения. При Гобл = 196ч-80° С п = 0,4; для 280° С п = 0,7. В работе [12] содержатся сведения о том, что деформация радиационного роста сплава циркаллой-4 при 300° С пропорциональна корню квадратному из потока нейтронов. Из экспериментальных данных, приведенных в обзоре [2], также следует, что радиационный рост циркония характеризуется нелинейной затухающей зависимостью от дозы облучения.

Рис. 1 18. Зависимость деформации радиационного роста урана от дозы облучения [14]:

ятельство следует учитывать при анализе экспериментальных данных по радиационному росту а-урана при малых дозах облучения, поскольку в остальных случаях могут быть сделаны ошибочные заключения, обусловленные нестационарностью и нестабильностью роста на начальной стадии. В качестве общей тенденции в поведении моно- и поликристаллов а-урана под облучением можно отметить, что различие в деформации радиационного роста урановых образцов, связанное с начальной стадией, сглаживается при увеличении дозы облучения. На рис. 118 приведены экспериментальные данные, полученные Бакли [14]. Начальный коэффициент роста G равен примерно 10 в хорошо обработанном и отожженном монокристалле (кривая 3), 250 — в псевдомонокристалле (кривая 2) и более 10* — в слегка деформированном псевдомонокристалле (кривая 1). Исходя из этих результатов Бакли заключает, что измерение среднего коэффициента роста после 1019 дел/см3 (Р ~ Ю"4) является хорошим приближением к стационарному состоянию, когда коэффициент роста можно считать независящим от глубины выгорания.

Влияние скорости деления на радиационный рост а-урана, При низких температурах облучения (ниже 300° С) опубликован ные данные свидетельствуют об отсутствии заметного влияния скорости деления на коэффициент радиационного роста урана. Так, согласно экспериментальным данным, приведенным в работе [14], изменение скорости деления на два порядка величины в интервале 75—250° С практически не изменяет величину установившегося значения коэффициента радиационного роста урановых образцов. К аналогичному заключению можно прийти на основании результатов работы [15]. Поликристаллический образец а-урана облучался при температуре 4,6 К в условиях, когда плотность нейтронного потока изменялась от 3 • 10П н/см2 • с до 1,54-1013 н/см2 • с. Зависимость деформации радиационного роста этого образца от глубины выгорания приведена на рис. 119. Экспериментальные точки расположены на гладкой кривой, что соответствует отсутствию влияния скорости деления, иначе в моменты изменения интенсивности потока на кривой должны были бы наблюдаться изломы.

Влияние температуры облучения на радиационный рост циркония, исследованное в основном на отожженных образцах, незначительно в большом интервале температуры облучения. Сравнение деформации радиационного роста при четырех отличающихся температурах в области от — 196 до 280° С показывает, что минимальная и максимальная скорости роста различаются не более чем в четыре раза [5]. Оценка температурного эффекта в общем случае осложняется наличием дозной зависимости радиационного роста. Как отмечается в работе [17], даже в отожженных образцах могут

особенно железа, напротив, приводят к увеличению коэффициента роста. Тем не менее, несмотря на то что результаты этих экспериментов свидетельствуют о наличии заметного влияния легирования на скорость деформации текстурированных поликристаллов урана под облучением, авторы [19] не считают возможным связать наблюдаемые эффекты с влиянием примесей на процессы, контролирующие радиационный рост а-урана. Существенным обстоятельством, затрудняющим, по их мнению, однозначную интерпретацию полученных результатов, является то, что данный эксперимент был проведен на поликристаллических образцах без должного учета дополнительных факторов, связанных с межзеренным взаимодействием в процессе облучения. Действительно, в рамках модели индексов роста оценка влияния легирующих добавок на коэффициент радиационного роста урана в направлении [010] на основе экстраполяции результатов, полученных для поликристаллических образцов, предполагает отсутствие эффектов межзеренного взаимодействия. Однако легко показать, что величина приспосабливающей пластической деформации кристаллов в поликристаллическом агрегате, по крайней мере, не меньше измеряемой деформации радиационного роста образца (при глубине выгорания порядка 10~3 пластические деформации могут составлять десятки процентов) и, скорее всего, должна изменяться от сплава к сплаву.