The effects of misfit and external stresses on terminal solid solubility in hydride-forming metals
✍ Scribed by M.P. Puls
- Publisher
- Elsevier Science
- Year
- 1981
- Weight
- 888 KB
- Volume
- 29
- Category
- Article
- ISSN
- 0001-6160
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✦ Synopsis
General expressions are derived for the solubility of hydrogen in equilibrium with internal11 and externally stressed hydrides. These expressions are applied to some data for the terminal solid solubility (TSS) of hydrogen in zirconium and its alloys to estimate (a) the amount of hydride-matrix misfit strain energy lost to plastic deformation and (b) the amount of undercooling below the constrained TSS needed lo initiate hydride nucleation. It is found that about 50",, of the total. theoretically estimated misfit strain energy is converted to plasttlc deformation energy. This estimate varied little amongst the various TSS data. Undercooling values. on the other hand. showed considerable variation. ranging from about 0 K lo 40 K. The analysis implies thar the hydrides likely retain some coherent) with the matrix and that the undercooling required to overcome the barrier to nucleation contributes. m some cases, significantly to the total shift between the TSS data measured on heating and on cooling.
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-Nous avons obtenu des expressions g&&ales pour la solubilite de I'hydrogtne en tquilibre avec des hydrures sous contraintes interne et externe. Nous les avons appliquees g quelques donnies concernant la solubilitt? solide terminale (SST) de I'hydrogene dans le zirconium et ses alliages afin d'estimet (a) l'inergie elastique de disaccord hydrure-matrice perdue au tours de la dkformation ptastique et (b) la surfusion nicessaire pour provoquer la germination de I'hydrure. Environ 50", de I'knerpie elastique de d&accord Cvalu& thkoriquement est convertie en knergie de dkformation plastique. Ceite estimation varie peu pour les diverses donntes de SST. Par contre. la surfusion varie considtrablement. de 0 h 40 K. Celte analyse impliqueque les hydrures conservent une certaine coherence avec la matrlce et que la surfusion nicessaire pour vaincre la barriere de germination contribue de maniire significative. dans certains cas, B la difference entre les r&hats de SST au chauffage et au refroidissement. Zusammenfassung-Allgemeine Ausdriicke fir die Lijslichkeit voon Wasserstoff im Gleichgewicht mit innerlich und ai&riich gespannten Hydriden werden vorgeiegt. Diese Ausdriicke werden angewandt an Daten Nr die Laslichkeitsgrenzen von Wasserstoff im Zirkon und seinen Legierungen urn auszurechnen (a) den Betrag der Nichtpassenverzerrungsenergie der in plastische Verformung verloren geht und (b) den Betrag der Unterkiihlung unterhalb der LGslichkeitsgrenze der gebraucht wlrd urn die Nukleation der Hydride einzuleiten. Man findet. da0 iiber 50"" der theoretisch ausgerechneten Nichtpassenverzerrungsenergie in die plastische Verformungsenergie geht. Diese AbschPtzung lndert such wenig zwischen den verschiedenen LGslichkeitsgrenzendaten. Anderseits zeigen die Werte der Unterkiihlung bedeutend gri%ere Variationen; sie schweifen von ungeriihr 0 K bis 40 K. Die Analyse bedeuted daD die Hydride wahrscheinlich etwas von ihrer Kohsrenz mit dem Kristallmatrix behalten und daO die Unterkiihlung. die gebraucht wird urn das Hinderniss zur Nukleation zu iiberwinden. in einigen FIllen bedeutend zu der vollen Verschiebung zwischen den Liislichkeitsgrenzen. gemessen beim heizen oder beim kiihlen. beitragen.