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.