npeЯдерная физика и инжинирингNuclear Physics and Engineering2079-56292079-5637МИФИ10.56304/S2079562925020083IHFJGLnpe-519Research ArticleПерспективные конструкционные материалыPromising Structural MaterialsХАРАКТЕР РАЗРУШЕНИЯ И ПЛАСТИЧНОСТЬ ТРУБ ИЗ ЦИРКОНИЕВОГО СПЛАВА СИСТЕМЫ ZR–NB–SN–FE С ГИДРИДАМИ РАЗЛИЧНОЙ ОРИЕНТАЦИИ ПРИ МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЯХFRACTURE PARAMETERS AND PLASTICITY OF THE ZR–NB–SN–FE TUBES WITH DIFFERENT HYDRIDES ORIENTATIONS DURING THE MECHANICAL TESTINGСабуровН. С.SaburovN. S.ИсаенковаМ. Г.IsaenkovaM. G.ПетровМ. И.PetrovM. I.ДжумаевП. С.DzhumaevP. S.ПлясовА. А.PlyasovA. A.МаркеловВ. А.MarkelovV. A.СабуровА. С.SaburovA. S.АО “Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов им. акад. А.А. Бочвара”РоссияBochvar Advanced Research Institute of Inorganic MaterialsRussian FederationНациональный исследовательский ядерный университет “МИФИ”РоссияNational Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute)Russian Federation202519122025164442454Copyright © Сабуров Н.С., Исаенкова М.Г., Петров М.И., Джумаев П.С., Плясов А.А., Маркелов В.А., Сабуров А.С., 20252025Сабуров Н.С., Исаенкова М.Г., Петров М.И., Джумаев П.С., Плясов А.А., Маркелов В.А., Сабуров А.С.Saburov N.S., Isaenkova M.G., Petrov M.I., Dzhumaev P.S., Plyasov A.A., Markelov V.A., Saburov A.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://npe.elpub.ru/jour/article/view/519

В работе приведены результаты механических испытаний кольцевых образцов из модельного циркониевого сплава Zr–Nb–Sn–Fe с гидридами различной ориентации при комнатной температуре и результаты последующей фрактографии изломов. Определены макро- и микропараметры, наиболее подходящие для количественного описания характера изломов образцов из циркониевых сплавов. Сопоставлены различные коэффициенты ориентации гидридов с пластичностью материала и параметрами изломов. Выявлены преимущества и недостатки отдельных коэффициентов. Получена оценка порогового напряжения разрушения приповерхностного радиального гидрида при комнатной температуре.

The results for mechanical testing and fractography of the ring samples, made of the experimental Zr–Nb–Sn–Fe alloy, are presented. The most reliable macro- and micro- parameters to quantify the fracture surfaces are defined. The correlations of some metrics for hydrides orientation with fracture parameters are investigated. The advantages and disadvantages of individual metrics are revealed. Threshold value for the near-surface radial hydride fracture at room temperature is obtained.

циркониевые сплавыZr–Nb–Sn–Feгидридпереориентациякоэффициент ориентациисканирующая электронная микроскопияфрактографияхрупкий изломвязкий изломпараметры изломапороговое напряжение разрушения гидридаzirconium alloysZr–Nb–Sn–Fehydridereorientationorientation metricsscanning electron microscopyfractographybrittle and ductile fracturethreshold stress for hydride fractureАвторы выражают благодарность Бекреневу С.А., Шелепову И.А., и Лукашеву С.И. за техническое сопровождение наводороживания образцов и проведение экспериментов по переориентации гидридов.ReferencesDouglass D.L. The Metallurgy of Zirconium. Atomic Energy Review. 1971. Vienna: IAEA.Douglass D.L. The Metallurgy of Zirconium. Atomic Energy Review. 1971. Vienna: IAEA.Займовский А.С., Никулина А.В., Решетников Н.Г. Циркониевые сплавы в атомной энергетике. 1981. Москва: Энергоиздат.Займовский А.С., Никулина А.В., Решетников Н.Г. Циркониевые сплавы в атомной энергетике. 1981. Москва: Энергоиздат.Li M., Zhou X., Yang H., et al. // Scrip. Mater. 2018. V. 143. P. 149. https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2017.03.001Li M., Zhou X., Yang H., et al. // Scrip. Mater. 2018. V. 143. P. 149. https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2017.03.001Pan G., Mueller A.J., Limbäck M., et al. Advanced PWR Cladding Development through Extensive In-Reactor Testing in Zirconium in the Nuclear Industry: 20th Int. Symp. Yagnik S.K., Preuss M. (Eds.) 2023. West Conshohocken: ASTM International. https://doi.org/10.1520/stp164520220053Pan G., Mueller A.J., Limbäck M., et al. Advanced PWR Cladding Development through Extensive In-Reactor Testing in Zirconium in the Nuclear Industry: 20th Int. Symp. Yagnik S.K., Preuss M. (Eds.) 2023. West Conshohocken: ASTM International. https://doi.org/10.1520/stp164520220053Плясов А.А., Федоров А.В., Сабуров Н.С. и др. // Ядерн. физ. инжинир. 2023. Т. 14 (1). С. 12. https://doi.org/10.56304/S2079562922030368Плясов А.А., Федоров А.В., Сабуров Н.С. и др. // Ядерн. физ. инжинир. 2023. Т. 14 (1). С. 12. https://doi.org/10.56304/S2079562922030368[Plyasov A.A., Fedotov A.V., Saburov N.S., et al. // Phys. At. Nucl. 2022. V. 85 (11). P. 1808. https://doi.org/10.1134/s1063778822110060].[Plyasov A.A., Fedotov A.V., Saburov N.S., et al. // Phys. At. Nucl. 2022. V. 85 (11). P. 1808. https://doi.org/10.1134/s1063778822110060].Плясов А.А., Новиков Н.Н., Девятко Ю.Н. // Ядерн. физ. инжинир. 2019. Т. 10 (3). С. 243.https://doi.org/10.1134/S2079562919020155Плясов А.А., Новиков Н.Н., Девятко Ю.Н. // Ядерн. физ. инжинир. 2019. Т. 10 (3). С. 243.https://doi.org/10.1134/S2079562919020155[Plyasov A.A., Novikov V.V., Devyatko Yu.N. // Phys. At. Nucl. 2020. V. 83 (10). P. 1407. https://doi.org/10.1134/s1063778820090197].[Plyasov A.A., Novikov V.V., Devyatko Yu.N. // Phys. At. Nucl. 2020. V. 83 (10). P. 1407. https://doi.org/10.1134/s1063778820090197].Motta A.T., Capulongo L., Chen L.-Q., et al. // J. Nucl. Mater. 2019. V. 518. P. 440. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2019.02.042Motta A.T., Capulongo L., Chen L.-Q., et al. // J. Nucl. Mater. 2019. V. 518. P. 440. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2019.02.042Simon P.-C.A., Frank C., Chen L.Q., et al. // J. Nucl. Mater. 2021. V. 547. P. 152817. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2021.152817Simon P.-C.A., Frank C., Chen L.Q., et al. // J. Nucl. Mater. 2021. V. 547. P. 152817. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2021.152817Hull D. Fractography: Observing, Measuring and Interpreting Fracture Surface Topography. 1999. Cambridge: Cambrige Univ.Hull D. Fractography: Observing, Measuring and Interpreting Fracture Surface Topography. 1999. Cambridge: Cambrige Univ.Domizzi G., Lanzani L., Coronel P. et al. // J. Nucl. Mater. 1997. V. 246. P. 247. https://doi.org/10.1016/s0022-3115(97)00147-5Domizzi G., Lanzani L., Coronel P. et al. // J. Nucl. Mater. 1997. V. 246. P. 247. https://doi.org/10.1016/s0022-3115(97)00147-5Плясов А.А., Сабуров Н.С., Бекренев С.А. и др. // Ядерн. физ. инжинир. 2024. Т. 15 (5). С. 434. https://doi.org/10.56304/S2079562924050385Плясов А.А., Сабуров Н.С., Бекренев С.А. и др. // Ядерн. физ. инжинир. 2024. Т. 15 (5). С. 434. https://doi.org/10.56304/S2079562924050385[Plyasov A.A., Saburov N.S., Bekrenev S.A., et al. // Phys. At. Nucl. 2023. V. 86 (12). P. 2604. https://doi.org/10.1134/s1063778823120062].[Plyasov A.A., Saburov N.S., Bekrenev S.A., et al. // Phys. At. Nucl. 2023. V. 86 (12). P. 2604. https://doi.org/10.1134/s1063778823120062].

The authors declare that there are no conflicts of interest present.