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Mechanistic model for stresses in the oxide layer formed on zirconium alloys

机译:锆合金上形成的氧化层应力的力学模型

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摘要

Zirconium alloys are widely used as the cladding material in pressurized-water-reactors. The oxide formed is subjected to compressive stresses, which relax over time. This may affect the protectiveness of the oxide layer by allowing crack formation. We present a mechanistic model to predict these stresses as a function of temperature and oxidation kinetics. Material parameters for elastic deformation, creep, and thermal expansion are taken from appropriate experimental studies and the resulting predictions for the evolution of the stress distributions are compared with other experimental data. Dislocation glide in the oxide is found to be the dominant mechanism of stress relaxation for temperatures below 900 K.
机译:锆合金被广泛用作加压水反应器中的包覆材料。所形成的氧化物受到压缩应力,该应力随时间而松弛。通过允许裂纹形成,这可能影响氧化物层的保护性。我们提出了一种机械模型来预测这些应力与温度和氧化动力学的关系。弹性变形,蠕变和热膨胀的材料参数取自适当的实验研究,并将所得的应力分布演变预测与其他实验数据进行了比较。发现在温度低于900 K时,氧化物中的位错滑移是应力松弛的主要机制。

著录项

  • 来源
    《Journal of thermal stresses》 |2019年第9期|1071-1082|共12页
  • 作者单位

    Univ Michigan, Dept Mech Engn, 2350 Hayward St, Ann Arbor, MI 48109 USA;

    Univ Michigan, Dept Mech Engn, 2350 Hayward St, Ann Arbor, MI 48109 USA;

    Univ Michigan, Dept Mech Engn, 2350 Hayward St, Ann Arbor, MI 48109 USA|Univ Michigan, Dept Mat Sci & Engn, Ann Arbor, MI 48109 USA;

    Univ Michigan, Dept Mech Engn, 2350 Hayward St, Ann Arbor, MI 48109 USA|Univ Michigan, Dept Mat Sci & Engn, Ann Arbor, MI 48109 USA;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类
  • 关键词

    Dislocation glide; oxidation; stress; zirconium alloys;

    机译:脱位滑行;氧化;应力;锆合金;

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