冷轧锆合金管裂纹缺陷分析.pdf

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1、第18卷总第73期特钢技术Vo1．18(73)2012年第4期SpecialSteelTechonlogy2012．No．4冷轧锆合金管裂纹缺陷分析王燕筠南莉齐元昊韦佩f西部钛业有限责任公司，陕西西安710201)摘要：通过对LD一15三辊轧机生产的核用锆合金包壳管无损检测数据分析，认为成品连续冷轧工艺和三辊轧制变形方式均对管材裂纹生核及扩展有诱发作用。从管材变形不均度和微观变形机制对此缺陷产生原因进行初步分析，以改进核用锆合金包壳管冷轧工艺和提高成品管无损检测合格率。关键词：锆合金管；裂纹缺陷；不均微观变形中图分类号：TG335．19TG337文献标

2、识码：A文章编号：1674-0971(2()12)04-016-02AnalysisonReasonsforCrackingofColdRolledZircaloyTubeWangYanjun，NanLi，QiYuanhao，WeiPei(WesternTitaniumTechnologiesCo．，Ltd．，Xi’an，Shanxi710201)Abstract：Inthispaper，theNDTdataofzircaloycladdingtubefornuclearpowerwereanalyzedwhichmanufac—turedbyLD-1

3、5three-rollmil1．Theresultshowedthatboththecontinuouscoldrollingprocessandthedeformationmodeofthethree—rollmillcouldinducethenucleationandpropagationoftubecracking．Frompointofviewofdefor—mationnon-uniformityandmicrostructuredeformationmechanism，thereasonsforcrackingofthetubewerea

4、na—lyzed，SOastoimprovethecoldrollingprocessofzircaloycladdingtubefornuclearpowerandthequalifiedrateoffin—ishedtubeduringnon-destructivetesting．Keywords：Zircaloytube，Crack，Non—uniformmicrostructuredeformation表1锆四合金，Zr一4成分1引言Table1ChemicalcompositionofZr-4锆及其合金具有良好的机械性能和中温耐腐蚀性能，尤其

5、是金属锆的热中子吸收截面小，所以广泛应用于核电领域，一般作为核燃料的包覆管件Fe+Cr+Ni：0．28-0．37和反应堆内的强度结构件。现阶段国际上成熟使原子能级海绵锆经添加合金元素制备电极、两用的锆合金牌号为z卜4，它是在z卜2合金基础上增次电弧真空熔炼制锭，锻造制棒和挤压制管坯、多加铁／Fe元素含量和去除镍／Ni元素含量而开发研制道次两辊冷轧制备16mmx2．0mm规格成品管的，其目的是提高合金抗热蠕变性及抗吸氢腐蚀坯，再经真空热处理、内孔喷砂、流动酸洗等工序清性。但由于核辐射作用，锆合金机械性能一定发生除管材表面肉眼可见缺陷，超声探伤无损检验以排

6、改变，如金属强度增加、塑性下降、腐蚀加速等现除非可见缺陷不合格管坯，逐支编号组批以备成品象，因此对锆合金包壳管质量检验较严格，而三辊轧制。成品连续冷轧工艺如下：设备轧制生产的10mmx0．7mmx3500mm成品16ramX2．Omm—14mmX1．7mm—管无损检测合格率较低，取样检查确定：管材内表12mm×1．3mm10mm×0．7mm设备：LD一15，面裂纹为主要影响因素，本文对此缺陷产生原因进管材冷轧变形工艺遵循内径缩减率逐道递减行初步分析，提供产品质量改进参考。和壁厚加工率逐道递增原则，以保证成品管氢化物分布指标满足f48~<30％要求。加工

7、参数：车速70—2冷轧工艺及参数80次／分；送进量1．5mm／次；润滑为氯化石蜡／内孑L锆四合金／z卜4名义成分见表1。+轧制机油／外表面。具体见表2。收件日期：2012-08—26修回日期：2012-10—19作者简介：王燕筠(1965一)，男，工程师，从事稀有金属管材加工工艺研究工作，现就职于西部钛业有限责任公司，Tei：(029)869686372012年第4期王燕筠南莉齐元吴韦佩：冷轧锆合金管裂纹缺陷分析。17·表2LD一15三辊连续冷轧变形参数臆力集中，造成裂纹的形核及扩展。由于内表面金Table2Deformationparameterso

8、fcontinuouscoldrolling属层受上述效应最大，所以内孔裂纹缺陷所占比例ofL