Nb₂O₅颗粒尺寸对锆合金氧化膜内应力的影响

林保全^1,2，胡丽娟^1,2，周志浩^1,2，李晓健^1,2，谢耀平^1,2，姚美意^1,2

1. 上海大学材料研究所2. 上海大学微结构重点实验室

摘 要：Nb第二相在含Nb锆合金中普遍存在,其在锆合金氧化膜中的氧化产物主要为Nb₂O₅。Nb₂O₅与氧化锆的弹性模量、热膨胀系数等不同,会引起第二相与氧化膜晶格失配,从而对氧化膜内应力产生影响。基于有限元方法,研究了高温高压条件下锆合金氧化膜中不同尺寸的Nb₂O₅颗粒对氧化膜应力场的影响。结果表明:Nb₂O₅颗粒附近氧化膜产生了应力集中现象,应力集中区的范围随着Nb₂O₅颗粒尺寸的增大而增大,这些区域容易产生缺陷,导致氧化膜内出现微裂纹。

关键词：锆合金;氧化膜;第二相;应力;有限元方法;