Механические свойства и акустические параметры твэльных труб из сплава циркония Zr1%Nb с защитными покрытиями

Abstract

Приведены результаты исследования влияния различных покрытий, нанесенных ионно-плазменным методом, на механические свойства и акустические параметры образцов твэльных трубок из сплава Zr1%Nb. Кольцевые образцы испытывали при комнатной температуре на растяжение в радиальном направлении. Показано, что покрытия существенно влияют на прочностные и пластические характеристики образцов. Так, предел прочности образцов с покрытиями Х18Н10Т, Cr/CrN, TiN увеличивается на 15…16,5%, а предел текучести  на 8…12,5%. Сохранение пластичности (или ее небольшой рост) обнаружено для покрытий CrAl, CrAl/CrN и ZrN. Наилучшим сочетанием механических свойств обладают образцы с покрытиями CrAl, CrAl/CrN и Х18Н10Т. Заключение о функциональном состоянии нанесенного защитного покрытия в областях упругой и пластической деформаций сделано с помощью амплитудного анализа сигналов акустической эмиссии, зарегистрированных в процессе механических испытаний.

Наведено результати дослідження впливу різних покриттів, нанесених іонно-плазмовим методом, на механічні властивості і акустичні параметри зразків твельних трубок зі сплаву Zr1%Nb. Кільцеві зразки випробували при кімнатній температурі на розтяг у радіальному напрямку. Показано, що покриття суттєво впливають на міцністі і пластичні характеристики зразків. Так, межа міцності зразків з покриттями Х18Н10Т, Cr/CrN, TiN збільшується на 15,5…16,5%, а межа плинності  на 8…12,5%. Збереження пластичності (або її невелике зростання) виявлено для покриттів CrAl, CrAl/CrN і ZrN. Найкраще поєднання механічних властивостей мають зразки з покриттями CrAl, CrAl/CrN і Х18Н10Т. Висновок про функціональний стан нанесеного захисного покриття в областях пружної і пластичної деформацій зроблено за допомогою амплітудного аналізу сигналів АЕ, які були зареєстровані в процесі випробування зразків.

The results of studies of the ion-plasma coatings effect on the mechanical properties and acoustic parameters of the samples cut from tubes of fuel from zirconium alloy Zr1% Nb are given. Ring samples were tension tested at room temperature in radial direction. It is shown that the deposited coating substantially affect on the strength and plastic properties of the samples. It is found that the ultimate strength increases from 15.5 to 16.5%, and the yield strength from 8 to 12.5% for the coated samples 18Cr10NiTi, Cr/CrN, TiN. CrAl; CrAl/CrN and ZrN coatings retain plasticity (or giving a slight increase it). CrAl, CrAl/CrN and 18Cr10NiTi coatings have the best combination of mechanical properties. The functional state of protective coatings in the field of elastic and plastic deformation using amplitude analysis recorded during the test AE signals was done.