High temperature (600–800°C) thermally activated deformation behaviour of α-Zircaloy-4-Oxygen alloys
✍ Scribed by B.N Mehrotra; K Tangri
- Publisher
- Elsevier Science
- Year
- 1980
- Weight
- 1021 KB
- Volume
- 28
- Category
- Article
- ISSN
- 0001-6160
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✦ Synopsis
The high temperature thermally activated deformation behaviour of Zircaloy-4-oxygen alloys containing oxygen up to 1 wt.96 has been investigated. Decremental unloading technique (Dip technique) was employed to determine the internal stress (T,) and thus the effective stress (T*). Strain rate change tests were done to determine strain rate sensitivity (m) and activation volume (V*). Activation energy (AG') was calculated from the above data. Oxygen was found to produce an increase in ys. (0.2',,,). r* and AC6 and a decrease in m and V* while I~ was not affected significantly.
These experimental results support the view that the predominant rate controlling mechanism for deformation in this temperature regime is the thermally activated breaking of attractive junctions for these alloys. Oxygen atoms, pairs or clusters of oxygen atoms, are ruled out as barriers, instead the strengthening is attributed to an increase in the core width of the dislocations due to the presence of oxygen. This in turn results in a more stable attractive junction. which is reflected in the increasing values of AC{ with the increase in oxygen. Finally it is suggested that the atypical temperature dependence of 7Jp and A@' is a direct consequence of dynamic recovery. RCsum&Nous avons ttudit la d&formation activee thermiquement a haute temperature d'alliages zircaloy-4-oxygtne contenant jusqu'g 196 (en poids) d'oxygtne. Nous avons utilisk la technique de d&charge dtcroissante (TDD) pour diterminer la contrainte interne (5,) et ainsi la contrainte effective (T*). Nous avons fait des sauts de vitesse de dtformation afin de dtterminer la sensibilitk B la vitesse de d&formation (m) et le volume d'activation (V*). L'knergie d'activation (AC") ttait calculte g partir des donnbes ci-dessus. L'oxygtne produisait une augmentation de la limite blastique (a O.?",), de T* et de AGg et une diminution de V* et de m. alors que rI,, n'btait pas modifik de manitre significative. Ces rtsultats expCrimentaux confirment I'opinion selon laquelle dans ces alliages le mkcanisme contr& lant la vitesse de dirformation dans ce rCgime de tempkratures est la cassure thermiquement activke des jonctions attractives. Les atomes d'oxygtne, les paires et les amas d'atomes d'oxygtne ne constituent pas des barritres; nous attribuons l'augmentation de rCsistance mecanique g une augmentation de la largeur du coeur des dislocations due g la prtsence d'oxygtne. II en rtsulte alors une jonction attractive plus stable. comme on peut le voir d'aprts I'augmentation de AC6 avec la teneur en oxygine. Nous pensons enfin que la variation atypique de T,,/P et de AG" en fonction de la tempirature est une constquence directe de la restauration dynamique. Zusammenfassung-Das thermisch aktivierte Verformungsverhalten von Zirkalo-4-SauerstoR-Legierungen. die bis zu 1 Gew.-P,, Sauerstoff enthalten, wurde bei hohen Temperaturen untersucht. Die innere Spannung T,, wurde mit stufenweiser Entlastung ('Dip'-Technik) bestimmt. daraus die effektive Spannung T*. Geschwmdigkeitswechsel wurden durchgefiihrt, urn die Dehngeschwindigkeitsempfindlichkeit m und das Aktivierungsvolumen V* zu bestimmen. Die Aktivierungsenergie AG" wurde aus diesen Ergebnissen errechnet. Es wurde gefunden. daD Sauerstoff einen Anstieg der FlieI3spannung bei O.Z'j,, Dehnung. von c* und AGE und einen Abfall in m and V* erzeugt, wohingegen T,, unbedeutend beeinfluBt wird. Diese Ergebnisse stiitzen die Ansicht, daI3 der geschwindigkeitskontrollierende Mechanismus bei Verformung dieser Legierungen in diesem Temperaturbereich das thermisch aktivierte LosreiI3en von anziehenden Versetzungsrekombinationen ist. Einzelne SauerstotTatome. Paare oder Anhlufungen sind -wie dargelegt wird-nicht die Hindernisse. stattdessen wird die Verfestigung einem durch die Anwesenheit des Sauerstoffs vergriiI3erten Versetzungskern zugeschrieben. Das fiihrt zu einer stabileren Versetzungsrekombination, welche sich in den griil3eren Werten fir AGg widerspiegelt. Es wird vorgeschlagen. daR die atypische Temperaturabhlngigkeit von T,,/P und AC" eine direkte Folge dynamischer Erholung ist.