TB
T. Britton
Author with expertise in Nanomaterials and Mechanical Properties
Achievements
Cited Author
Open Access Advocate
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
10
(90% Open Access)
Cited by:
1,543
h-index:
49
/
i10-index:
99
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

Improved understanding of the growth of blocky alpha in welded Zircaloy-4

Ruth Birch et al.Jun 28, 2024
Zirconium alloys are widely used in nuclear reactors as fuel cladding materials. Fuel cladding is used to contain the nuclear fuel and cladding tubes are typically sealed using welds. Welding of zirconium alloys can result in changes in the local microstructure, with the potential to grow so called 'blocky α' grains in the welded region during subsequent thermal processing and these blocky α grains have the potential to be detrimental to the integrity of the component. In this work, complimentary heating experiments with ex situ and in situ electron backscatter diffraction (EBSD) analysis are used to aid understanding of the blocky α grain growth within the weld region. These experiments reveal that blocky α grain growth is related to the prior-β (high temperature) microstructure, as grains grow adjacent to a prior-β grain boundary and the orientation of the growing α grain can be explained using neighbourhood orientations from this prior-β grain. This growth mechanism is explained via a simple mechanism which is related to the α grain orientations, grain boundary structures and local stored energy. Ultimately, our findings indicate that the likely grain growth (size and morphology) across the weld region can now be predicted from the initial as-welded microstructure.
0

Characterization of the strain rate sensitivity of basal, prismatic and pyramidal slip in Zircaloy-4 using micropillar compression

Ning Fang et al.Jun 1, 2024
The slip strength of individual slip systems at different strain rates will control the mechanical response and strongly influence the anisotropy of plastic deformation. In this work, the slip activity and strain rate sensitivity of the  basal,  prismatic, and  pyramidal slip systems are explored by testing at variable strain rates (from 10-4 s-1 to 125 s-1) using single crystal micropillar compression tests. These systematic experiments enable the direct fitting of the strain rate sensitivities of the different slips using a simple analytical model and this model reveals that deformation in polycrystals will be accommodated using different slip systems depending on the strain rate of deformation in addition to the stress state (i.e. Schmid's law). It was found that the engineering yield stress increases with strain rate, and this varied by slip systems. Activation of the prismatic slip system results in a high density of parallel, clearly discrete slip planes, while the activation of the  pyramidal slip leads to the plastic collapse of the pillar, leading to a 'mushroom' morphology of the deformed pillar. This characterization and model provide insight that helps inform metal forming and understanding of the mechanical performance of these engineering alloys in the extremes of service conditions.