ISSN:
0947-5117
Keywords:
Chemistry
;
Polymer and Materials Science
Source:
Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
Topics:
Mechanical Engineering, Materials Science, Production Engineering, Mining and Metallurgy, Traffic Engineering, Precision Mechanics
Description / Table of Contents:
Das Oxidationsverhalten von Zircaloy-4 in Dampf bei 600-1600°CIm Hinblick auf das Verhalten des Brennstab-Hüllmaterials von Druckwasserreaktoren während Unfällen wurden die Oxidationskinetik von Zircaloy-4 in Dampf und die damit verbundenen Änderungen der mechanischen Eigenschaften untersucht. Kurze Rohrabschnitte wurden unter isothermen und temperatur-transienten Bedingungen zwischen 600 und 1600°C in Dampf oxidiert. Rohrkapseln wurden Bersttests in Dampf unter isotherm/isobaren (600-1300°C, 7-150 bar) und verschiedenen temperatur- und drucktransienten Bedingungen unterworfen.Die Oxidationskinetik von Zircaloy-4 wird im Fall kurzzeitiger Reaktion durch einfache Geschwindigkeitsgesetze beschrieben. Das Langzeitverhalten erwies sich als stark beeinflußt durch den Übergang zu Breakaway-Oxidation und schließlich durch den Totalkonsum der Rohrwandung. Auf der Grundlage des isothermen Verhaltens kann der kurzzeitige temperatur-transiente Fall verstanden und modellmäßig berechnet werden. Abweichungen vom erwarteten Verhalten sind die Folgen von Zr- und ZrO2-Phasenumwandlungen. Auch geht der schützende Charakter bereits vorhandener Oxidschichten über 1100°C aus dem gleichen Grund verloren.Die Auswirkungen der Oxidation auf die mechanischen Eigenschaften sind erhöhte Festigkeit und verminderte Duktilität, während als Folge der Kriechverformung und Anrißbildung im Oxid die Oxidation insgesamt verstärkt wird.
Notes:
With respect to the behavior of Nuclear Pressurized Water Reactor fuel cladding during accidents the oxidation kinetics of Zircaloy-4 tubing in steam and the related changes in the mechanical properties have been investigated. Short tube sections were exposed to steam between 600 and 1600°C under isothermal and temperature transient conditions. Tube capsules were creep-rupture tested in steam under isothermal/isobaric (600-1300°C, 7-150 bar) and various temperature/pressure transient conditions.The oxidation kinetics of Zircaloy-4 is described in case of shortterm reaction by simple rate laws. The long-term behavior is proved to be highly influenced by the breakaway transition and finally by total consumption of the tube wall. On the basis of the isothermal behavior the short-term temperature transient case can be understood and also modelled. Deviations from predictable behavior are the consequences of Zr- and ZrO2-phase transformations. The protective character of preexistent scales is lost above 1100°C for the same reason.The consequences of oxidation on the mechanical properties are increased strength and decreased ductility, whereas the response to creep deformation is an overall increase in oxidation due to oxide cracking.
Additional Material:
25 Ill.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1002/maco.19850360302
