Anisotropic creep behaviour of zirconium alloys in a fast neutron flux
Creators
- 1. Atomic Energy of Canada Ltd., Chalk River, Ontario. Chalk River Nuclear Labs.
Description
During fabrication, zirconium alloys develop strong crystallographic textures, which give the materials anisotropic properties. To derive the anisotropic factors which apply to creep deformation at relatively low stresses, temperatures of 260° to 300°C and fast neutron flux from 0.6 × 1013 to 3.5 × 1013 n/cm2s (>1 MeV), test results are analyzed using the effective stress and effective strain relations. The analysis is an extension of the conventional method representing the multiaxial stress state based on the generalized Von Mises yield function proposed by Hill.For the tubes evaluated the ratio of transverse creep in a closed-end tube to a uniaxial creep rate in the axial direction at the same stress, flux and temperature is about 0.3. The ratio of uniaxial creep rates in the transverse and axial directions is about 0.5. Tentative values for the anisotropic factors are determined for pressure tube materials which allow one to calculate strain behaviour under any stress state. The factors are broadly related to the inverse of the resolved fraction of prism planes oriented for slip.
Abstract (French)
La texture prononcée qui se forme au cours de la fabrication d'alliages de zirconium engendre une anisotropie des propriétés. Afin de determiner les facteurs d'anisotropie qui influencent la déformation due au fluage sous contraintes relativement faibles, à des températures variant de 260° à 300°C. et sous un flux de neutrons rapides variant de 0.6 × 1013 à 3.5 × 1013 n/cm2 s (>1 MeV), les résultats d'essais ont été analysés à l'aide des équations pour la contrainte et la déformation effectives. L'analyse est un développement de la méthode conventionnelle de représentation de l'état de contraintes multiaxiales, basé sur la généralisation du critère d'écoulement de von Misès proposé par Hill.Pour les tubes étudiés, on a obtenu environ 0.3 pour le rapport du fluage transversal dans un tube à fermés, divisé par le taux de fluage uniaxial dans la direction axiale, à la même contrainte, à la même température, et sous le même flux. Le rapport des taux de fluage uniaxiaux dans les directions transversale et axiale est d'environ 0.5. En utilisant des valeurs approachées pour les facteurs d'anisotropie de matériaux pour tubes de force, on peut calculer le comportement en déformation pour tout état de contrainte. En première approximation on peut dire que les facteurs sont reliés à l'inverse de la fraction réduite des plans orientés favorablement pour le glissement.Additional details
Identifiers
Publishing Information
- Journal Title
- Canadian Metallurgical Quarterly
- Journal Volume
- 11
- Journal Issue
- 1
- Series
- Can. Metall. Quart.
- Journal Page Range
- 101-111
- ISSN
- 0008-4433
Conference
- Title
- International symposium on zirconium alloys.
- Dates
- 31 Aug 1971.
- Place
- Montreal, Canada.
INIS
- Country of Publication
- Canada
- Country of Input or Organization
- Canada
- INIS RN
- 3031187
- Subject category
- S36: MATERIALS SCIENCE; S36: MATERIALS SCIENCE;
- Resource subtype / Literary indicator
- Conference
- Descriptors DEI
- ANISOTROPY; CREEP; DEFORMATION; FAST NEUTRONS; HIGH TEMPERATURE; IRRADIATION; MATERIALS WORKING; NIOBIUM ALLOYS; RADIATION EFFECTS; STRAINS; STRESS RELAXATION; TEXTURE; ZIRCALOY; ZIRCONIUM BASE ALLOYS
- Descriptors DEC
- ALUMINIUM ALLOYS; BARYONS; ELEMENTARY PARTICLES; FABRICATION; FERMIONS; HADRONS; MECHANICAL PROPERTIES; NEUTRONS; NICKEL ADDITIONS; NICKEL ALLOYS; NUCLEONS; ZIRCONIUM ALLOYS
Optional Information
- Notes
- 29 refs. Also issued as report number AECL--4237.; Updated automatically by Metadata and Full-Text Enrichment Agent