Введение к работе
Актуальность темы. Повышение надежности работы ядерных энергетических установок требует улучшения эксплуатационных свойств конструкционных материалов и, в частности, труб и листов из сплавов на основе Zr. В последние годы в ранках физического материаловедения все большую роль играют представления, согласно который структурно - зависиные свойства материалов в значительной мере контролируются структурной неоднородностью, закономерно развивающейся в процессе любой технологической обработки и оказывающейся неизбежной и неотъемлемой особенностью структуры изделия. Учет структурной неоднородности изделий требует отказа от привычного "одномерного" описания структуры с помощью тех или иных усредненных характеристик и переходу к "многомерному" описанию, при котором имеется ввиду, что поведение материалов в условиях эксплуатации изделия определяется не только усредненны-ки параметрами структуры, но и эффектами взаимодействия областей с различными локальными характеристиками.
Наличие в материале таких областей обусловлено структурной неоднородностью, одним из случаев которой является текстурная неоднородность. Для анизотропных материалов кристаллографическая текстура в значительной степени определяет уровень и анизотропию ряда физико - механических свойств. Следовательно, неоднородность текстуры может быть непосредственной причиной неоднородности или нестабильности этих свойств. Сохранение или развитие неоднородности текстуры в процессе технологической обработки металла приводит к возникновению в изделиях макронапряжений, источником которых является неоднородная реакция на внешнее воздействие различно ориентированных объемов. Последнее обстоятельство особенно актуально, когда речь идет об остаточных макронапряжениях, являющихся причиной разрушения конструкций. Поэтому исследование причин возникновения текстурной неоднородности в сплавах Zr, ее классификация и эффективная оценка является важной задачей с научной и практической точек зрения.
Наличие зерен с разными кристаллографическими ориентацияки в структуре поликристалла приводит к неоднородной по объему образца деформации. Различие локальных деформаций может достигать значительной величины, поэтому критическими в смысле прочностных
— 5 —
продемонстрирована зависимость запаса пластичности изделий из циркониевых сплавов от кристаллографической текстуры.
Практическая значимость. Результаты диссертационной работы могут послужить научной основой для технологических разработок в области деформирования и термообработки сплавов Zr, ставящих своей целью уменьшение влияния неоднородности структуры на физико-механические свойства. Разработанные методики могут быть использованы в условиях заводских лабораторий для количественной оценки неоднородности структуры изделий из Zr. Предложенная модель несовместности может применяться в расчетах, учитывающих влияние внутренних микроискажений и неоднородности текстуры на поведение сплавов Zr в условиях механического нагружения и радиационного облучения. Практическая значимость работы подтверждена актом об использовании результатов.
Достоверность результатов. При выполнении экспериментальной части работы использовалось современное, серийно выпускаемое оборудование и апробированные методики. Воспроизводимость результатов подтверждена повторными экспериментами. Корреляция рассчитанных теоретических зависимостей с имеющимися экспериментальными данными также указывает на достоверность полученных в работе результатов.
На защиту автором выносится:
-
Методика оценки точности измерения полюсной фигуры и расчета текстурной неоднородности.
-
Закономерности формирования текстурной неоднородности в сплавах на основе Zr с различным структурным состоянием.
-
Методика исследования неоднородности структурного состояния по полуширинам рентгеновских линий с учетом текстурных весовых множителей, определяемых из обратных полюсных фигур.
-
Экспериментальные результаты, подтверждающие связь неоднородности микроискажений с типом формирующейся при прокатке текстуры и влияние стесненности деформации на уровень микроискажений.
-
Модель расчета диаграмм несовместности, позволяющие в основных чертах объяснить характер наблюдаемых отклонений ушире-ния рентгеновских линий от линейной зависимости.
-
Установленную корреляцию запаса пластичности изделий из циркониевых сплавов от кристаллографической текстуры в рамках
— 6 —
модели несовместности дефоркации.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на II Всесоюзной конференции по сварке цветных металлов (г. Тольятти 1986 г.)/ XXXII научной конференции МИФИ (г. Москва, 1987), V VI Всесоюзных конференциях по текстуре и рекристаллизации в ме таллах и сплавах (г. Уфа, 1987 г., г. Свердловск, 1991), I Всесоюзной научно-технической конференции "Прикладная рентгеног рафия металлов" (г. Ленинград, 1990 г.), Школа-семинар по коли явственный нетодам исследования текстуры (г.Свердловск, 1990г.) III, IV Всесоюзных семинарах "Структурные аспекты локализаци пластической дефоркации" (г. Харьков, 1989 г., г. Тула, 1990 г.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения пяти глав, выводов и списка цитируемой литературы. Она изложен на 197 страницах, содержит 51 рисунок, 19 таблиц и библиографи из 112 наименований.
