Finite element analysis of the tetragonal to monoclinic phase transformation during oxidation of zirconium alloys

خوردگی عامل مهمی در تخریب آلیاژهای زیرکونیوم در راکتورهای سبک آب است. درک فیزیکی مکانیسم فرایند خوردگی، مسیری را برای بهبود ایمنی و کارایی به عنوان افزایش تقاضا برای سوختن سوخت بالاتر فراهم می کند. اکسید های تشکیل شده در آلیاژهای زیرکونیومی از هر دو فاز تتراگونال مونوکلینیک و متا پایدار تشکیل شده و به تعدادی از مکانیزم های تخریب مکانیکی بالقوه می پردازند. کار انجام شده رابطه پیوند بین تتراگونال و تکامل فاز اکسید منوکلینیک و تخریب شخصیت محافظ لایه اکسید را بررسی می کند. برای رسیدن به این هدف، تحلیل عناصر محدود اوافق از تبدیل فاز اکسید انجام شده است. مطالعه تغییر در انرژی کشش تبدیل نشان می دهد که چگونه استراحت ناشی از استرس ناشی از اکسیداسیون و شکستگی سریع در رابط فلزی اکسید می تواند فاز تتراگونال را بی ثبات کند. به این ترتیب، شناسایی نوع تبدیل که به احتمال زیاد شکل می گیرد، و درک اینکه چرا دوقلوهای دانه تبدیل شده احتمالا رخ می دهد. توسعه تانسورهای تنش کششی و تجزیه و تحلیل اجزای کرنش باعث می شود تا برخی از جدایی از اثرات انقباض و برش ایجاد شود. حداکثر تنش اصلی به عنوان نشانه ای از شکست در لایه اکسید اطراف استفاده می شود. مطالعه توزیع تنش نشان داد که احتمال وقوع شکستگی اکسید وجود دارد و اثرات متفاوتی از تغییرات دیلاتاسیون و شکل. در مقایسه با ادبیات اعتبار کیفی از شبیه سازی عناصر محدود را فراهم می کند.