Expanding copper mandrel tests were carried out on Zircaloy-4 tube over a temperature range of 573-873 K at $&εgrave;$ =2.0×10^{-6}s^{-1}$ and 573-723 K at $&εgrave;$=1.4×10^{-5}s^{-1}$. More rigorous measurements and exact analysis of test results were made to improve the accuracy and reliability of the expanding copper mandrel tests. Yield pressures at different strain rates and temperatures were calculated from test measurements of diametral plasti c expansion and used to determine activation parameters such as yield stress, shear modulus corrected shear stress, strain rate sensitivity, activation energy and etc.
The shift in yield stress peak from 612 K at $&εgrave;$=2.0×10^{-6}s^{-1}$ to 623 K at $&εgrave;$=1.4×10^{-5}s^{-1}$ can be explained in terms of dynamic strain aging due to oxygen atoms, and lower yield stress peak on 698 K at both strain rates is considered to be due to dynamic strain aging by iron atoms atmosphere locking of mobile dislocations.
The test results are in good agreement with other previously published test data. The expanding copper mandrel test is proved to be a reliable and quantitative source of testing method with simple devices for yielding and strain aging behavior study for thin-walled tube materials.
지르칼로이-4 피복관에 대해서 $2.0 × 10^{-6} s^{-1}$의 변형속도로 573-873 K 의 온도 구간에서, $1.4 × 10^{-5} s^{-1}$의 변형속도의 경우에는 573-723 K 의 온도 구간에서 구리-맨드텔-팽창시험법을 수행했다.
본 실험에서는 구리-맨드렐-팽창시험법의 정밀도와 신뢰도를 향상시키기 위해 엄격한 측정과 정확한 해석을 이용했다.
여러 변형속도와 실험온도에서 얻은 항복압력을 이용하여 항복응력, 전단탄성계수를 보정한 전단응력, 변형속도민감도, 활성화 에너지 등의 활성화 변수들을 구했다.
$2.0 × 10^{-6} s^{-1}$ 의 변형속도로 612 K 에서 얻은 항복응력의 극대값이 $1.4 × 10^{-5} s^{-1}$ 의 변형속도에서 623 K 로 이동한 것은 산소 원자에 의한 동적변형시효에 의한 것 같다. 그리고, 두 변형속도에서 698 K 에 생긴 항복응력의 극대값은 철 원자에 의한 동적변형시효로 생각된다.
본 실험의 결과는 다른 실험 결과와 잘 일치하였다. 이로써, 구리-맨드렐-팽창시험법은 간단한 실험 장치로서도 얇은 관의 항복과 변형시효에 관한 연구에 있어서 정량적이며 신뢰성 있는 실험방법임이 확인됐다.
