Published April 1977 | Version v1
Report

Investigation of the high temperature steam oxidation of zircaloy 4 cladding tubes

  • 1. Kernforschungszentrum Karlsruhe (Germany, F.R.). Inst. fuer Material- und Festkoerperforschung

Description

The studies of the oxidation kinetics of the zircaloy 4/steam high-temperature reaction were continued under nearly isothermal as well as under sequence-controlled temperature-transient conditions. The first test series incorporated short-term tests in the temperature region 700-1,0000C and long-term tests at 1,0000C. Under temperature-transient conditions, pipe sections pre-oxidized to 33.5 μm ZrO2 (theoretically) were exposed, while pieces oxidized for a short time at 1,3000C were used to study the influence of a defined cooling-down velocity on oxygen uptake and structure. After the internal pipe pressure short-time tests in argon in the temperature range 800-1,3000C had been completed, tests in steam were started for 800-9500C which will be extended to the first temperature range. The influence of oxidation superposing mechanical stress on the mechanical characteristic values was measured. For 9000C, creep curves were measured at three different internal pressures by means of series of single tests. The mechanism of crack formation as a function of creep velocity was illustrated by SEM investigations. (orig./RW)

Abstract (German)

Die oxidationskinetischen Untersuchungen der Zircaloy 4/Wasserdampf-Hochtemperatur-Reaktion wurden in angenaehert isothermer sowie in programmgesteuert temperaturtransienter Versuchsfuehrung fortgesetzt. Die erstgenannte Versuchsart hatte Kurzzeituntersuchungen im Temperaturbereich 700-1.0000C und Langzeitversuche bei 1.0000C zum Inhalt. Unter temperaturtransienten Bedingungen kamen auf 33,5 μm ZrO2 (rechnerisch) voroxidierte Rohrabschnitte zur Exposition, waehrend an kurzzeitig bei 1.3000C oxidierten Proben der Einfluss definierter Abkuehlgeschwindigkeit auf die Sauerstoffaufnahme und Gefuegestruktur studiert wurde. Nach Abschluss der Rohrinnendruck-Kurzzeitstandversuche in Argon im Temperaturbereich 800-1.3000C wurden solche in Dampf fuer 800-9500C begonnen und sollen auf den erstgenannten Temperaturbereich ausgedehnt werden. Der Einfluss der der mechanischen Beanspruchung ueberlagerten Oxidation auf die mechanischen Kenngroessen wurde gemessen. Fuer 9000C wurden Kriechkurven bei drei verschiedenen Innendruecken durch Reihen abgebrochener Einzelversuche gemessen. Der Mechanismus der Rissbildung als Funktion der Kriechgeschwindigkeit wurde durch rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen dem Verstaendnis naehergebracht. (orig./RW)

Additional details

Additional titles

Original title (German)
Untersuchungen zur Hochtemperatur-Wasserdampf-Oxidation von Zircaloy 4-Huellrohren

Publishing Information

Imprint Title
Second semiannual report 1976
Journal Page Range
p. 261-305.
Report number
KFK--2435

INIS

Country of Publication
Germany
Country of Input or Organization
Germany
INIS RN
9357299
Subject category
S36: MATERIALS SCIENCE;
Resource subtype / Literary indicator
Progress Report
Descriptors DEI
CLADDING; CREEP; FUEL CANS; HIGH TEMPERATURE; OXIDATION; STEAM; ZIRCALOY
Descriptors DEC
ALLOYS; CHEMICAL REACTIONS; DEPOSITION; MECHANICAL PROPERTIES; SURFACE COATING; TIN ALLOYS; TRANSITION ELEMENT ALLOYS; ZIRCONIUM ALLOYS; ZIRCONIUM BASE ALLOYS

Optional Information

Notes
28 figs.; 2 tabs. Imprint:Halbjahresbericht 1976/2.