With the Zircaloy-4 tube oxidized in high temperature (1323 K) steam for 5, 10, 30, and 60 minutes, the expanding copper mandrel test was carried out over a temperature range of 673 - 1173 K at $\dot{\varepsilon} = 3.0\times10^{-6}S^-$.
The oxidation parameters ($K_{\overline{1}}$) of present study were linearly proportional to square root of time ($K_{\overline{1}} = \delta_{Ki}t^{\frac{1}{2}}$) and their rate constants ($\delta_{Ki}$) are 0.281, 2.82, and 2.313 for weight gain and thickness of ZrO2 and $\alpha$ (0) layer, respectively.
With the oxide layer thickness (K; expressed in ECR, %) and the yield stress obtained from the mandrel test, an empirical relation was derived as ($\sigma/\alpha)^n = k^m \cdot \exp(Q/RT)$ with n = 6.9, m = 5.03, $\alpha = 1.2\times10^{-3}$ Mpa, and Q = 554.2 KJ/mol. This higher activation energy (Q) for plastic deformation at temperature above 1023 K compared with that of as-received and/or other experimental conditions might be due to the structural change and increase in oxygen contents and the deformation mechanism seems to be constant at this temperature range of all oxidation conditions.
1323 K의 고온수증기 속에서 5, 10, 30 및 60분 동안 산화시킨 지르칼로이-4 피복관에 대하여 $3.0\times10^{-6} S^-$의 변형속도로 673 - 1173 K의 온도구간에서 구리-맨드렐 팽창시험을 수행하였다.
본 실험에서 산화변수 ($K_i$)는 산화시간의 제곱근에 선형비례하며 ($K_i = \delta k_i t^{\frac{1}{2}}$) 속도상수 ($\delta_{K_i}$) 는 산화에 의한 무게증가와 Zr02 층 및 $\alpha(0)$층 두께에 대해 각각 0.281, 2,82 및 2.313 이었다.
ECR (%)로 표시한 산화층 두께 (K)와 본 실험방법으로 구한 항복응력 ($\sigma$) 과의 관계식을 유도하여 1023 - 1173 K에서 $(\sigma/\alpha)^n = K^m \exp(Q/RT)$ with n = 6.9, m = 5.03, $\alpha = 1.2\times10^{-3}$, Q = 554.2 KJ/mol과 같은 실험식을 얻었으며 여기서 소성변형의 activation energy (Q) 가 원시 상태의 재료나 다른 산화조건의 실험에서 제시된 값보다 큰 것은 고온산화 열처리에 의한 미세구조변화 및 산소량의 증가에 기인한 듯하며 산화시간에 관계없이 Q 가 일정한 값으로 구해진 것으로 보아 이 온도 구간에서의 변형 기구가 불변인 것으로 생각된다.
