Microstructural examination of straininduced phase transformations in selected zirconium alloys

This paper describes the investigation of the stability, with respect to deformation by rolling at ambient temperatures, of the metastable β phase of zirconium alloys containing molybdenum, vanadium, niobium, tin and aluminum. The stability of the alloys has been analyzed in terms of a stability diagram originally proposed for isomorphous titanium alloys. Molybdenum was found to be a very potent {3stabilizer as was vanadium. Niobium appears to be the least effective of the β stabilizers investigated. Aluminum and tin act as α stabilizers: aluminum has a far greater effect than tin. Of the alloys investigated only a limited number showed any evidence of a strain-induced transformation of the metastable β phase to a martensitic α D ′ phase. An alloy containing Zr-0.8 wt% Mo-2 wt% V-2 wt% Nb 2 wt% Sn was the most promising of these alloys and an investigation of its mechanical properties is proposed. Résumé Nous avons étudié la stabilité, lors du laminage à la température ambiante, de la phase métastable β dans des alliages de zirconium contenant du molybdène, du vanadium, du niobium, de l'étain et de l'aluminium. La stabilitè des alliages a été determinée en termes d'un diagramme de stabilité proposé antérieurement pour des alliages isomorphes de titane. Le molybdène et la vanadium stabilisent fortement la phase β alors que le niobium n'avait qu'un effet peu marqué. L'aluminium et l'étain stabilisent plutôt la phase α l'aluminium ayant un effet nettement plus fort que l'étain. La transformation, induite par la déformation, de la phase métastable β en phase matensitique αD ne semblaient pas avoir lieu dans la plupart des alliages. L'alliage Zr-0.8 % Mo-2 % V-2% Nb- 2% Sn (poids) s'est avéré comme étant le plus prometteur et nous nous proposons d'étudier ses propriétés mécaniques.