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随着核电在世界上日益广泛的应用,如何提高核电运行的安全性越来越受到人们的重视。同时,为了降低核电成本,高燃耗燃料元件也正在研制之中,这就对燃料包壳在高燃耗下防止破裂的能力提出了很高的要求。 针对锆合金的碘致应力腐蚀开裂,已经进行了大量的堆内及堆外模拟实验,结果表明,堆外模拟实验是一种安全、经济、有效的研究方法。 为了系统的研究应力腐蚀裂纹生长与应力强度因子、腐蚀介质浓度、温度及材料状况的依赖关系。本文建立了高温和强腐蚀介质(碘)环境下直流电压降测量裂纹长度的方法,对电位变化与裂纹长度之间的关系进行了定量标定。在350℃和400℃下确认了试样蠕变对DCPD测量方法的影响方式和影响程度。并针对不同成分(N36和N18)和不同热处理条件(去应力退火和再结晶退火)的锆合金。在不同的碘浓度(40℃、65℃和110℃)温度(300℃、350℃和400℃)下进行了应力腐蚀裂纹生长的监测实验。实验结果表明:实验温度、碘浓度以及材料状况对锆合金应力腐蚀裂纹生长均有明显影响。高倍下观察断口发现有准解理特征,在裂纹扩展最后阶段有塑性撕裂特征。