500℃过热蒸汽中锆合金不同取向晶粒表面氧化膜应力状态的模拟研究

作     者：周志浩 胡丽娟 李晓健 姚美意 谢耀平 周邦新 Zhou Zhihao;Hu Lijuan;Li Xiaojian;Yao Meiyi;Xie Yaoping;Zhou Bangxin

作者机构：上海大学材料研究所上海200072 

出 版 物：《稀有金属材料与工程》 (Rare Metal Materials and Engineering)

年 卷 期：2021年第50卷第1期

页      面：179-186页

核心收录：

学科分类：08[工学] 082701[工学-核能科学与工程] 0827[工学-核科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金(51871141) 

主　　题：有限元 锆合金 各向异性 应力 

摘      要：腐蚀各向异性是锆合金腐蚀过程中需要重点关注的一个问题,对于研究锆合金腐蚀机理有着重要的意义。基于有限元方法模拟了500℃/10.3 MPa过热蒸汽中锆合金(1120)取向晶粒及(0001)取向晶粒表面氧化膜的应力状态。模拟结果表明:锆合金2种取向晶粒表面氧化膜的应力分布规律一致,呈梯度分布,在氧化膜厚度方向上,应力自氧化膜内表面向氧化膜外表面递减;氧化膜内应力随氧化膜厚度的增加均呈先减小再增加再减小的趋势,在氧化膜达到10μm后,应力不再有明显的变化;尽管2种取向的晶粒表面氧化膜应力变化规律一致,但(1120)取向晶粒及(0001)取向晶粒表面氧化膜应力大小及应力梯度存在明显的差异,这也是其耐腐蚀性能不同的原因之一。