The anisotropy of the plastic deformation of EXCEL alloy (Zr-3.8 wt% Sn - 0.8 wt% Mo - 0.8 wt% Nb) was investigated by means of constant true strain rate compression tests. drawn and annealed CANDU pressure tube which had a strong (0002) crystallographic texture in the radial-tangential plane. The specimens were oriented along the three principal directions of anisotropy of the tube, namely, axial, tangential and radial, and the flow stress was determined as a function of specimen orientation, true strain and strain rate over the temperature range Specimens were machined from a cold 295-1200 K.

The flow behaviour of the specimens with axes parallel to the radial and tangential directions was found to be similar. The work hardening rate was highest in the tangential specimens and decreased with strain until fracture occurred by localized shear at temperatures below 900 K or until flow softening took place at the higher temperatures. The axial specimens displayed a completely different behaviour. After an initially decreasing work hardening rate, a regime of low work hardening rate was observed up to strains of about 0.08. After that, the work hardening rate increased to values similar to those of the tangential specimens and remained constant until fracture Occurred. A strong strength differential effect was found in the axial specimens tested in tension and compression at 298 K and 10⁻⁴s⁻¹.

As the temperature was increased above 1000 K, the anisotropic mechanical behaviour of the material decreased considerably and at 1200 K, the flow curves exhibited sharp yield drops and optical microscopy showed the pres- ence of precipitates. The general trend observed was for the flow stress to increase with an increase in the fraction of basal poles parallel to the stress axis and with an increase in strain rate. The effect of temperature was represented in the form of σ(T) curves as a function of specimen orientation, true strain rate and true strain. The behaviour for any particular set of conditions tested consisted of an initially slow decrease of the flow stress with increase in temperature (T ≤ 700 K) and then, for higher temperatures, the flow stress decreased rapidly with increase in temperature.

The general deformation behaviour of the alloy is discussed in terms of the possible deformation mechanisms operating under the various experimental conditions and also with respect to the evolution of the texture caused by the operation of deformation modes such as twinning.

L'anisotropie de la déformation plastique de l'alliage EXCEL (Zr-3.8% Sn- 0.8% Mo - 0.8% Nb en poids) a été étudiée au moyen de tests de compression à vitesse de déformation vraie constante. Les échantillons ont été préparés à partir d'un tube de force CANDU étiré à froid et recuit, qui présentait une texture cristallographique (0002) très forte dans le plan radial-tangen- tiel. Les échantillons étaient orientés suivant les trois directions principales d'anisotropie du tube, c'est-à-dire les directions axiale, tangentielle et radiale et la contrainte d'écoulement a été déterminée en fonction de l'orientation de l'échantillon, de la déformation vraie et de la vitesse de déformation pour des températures variant entre 295 et 1200 K.

L'évolution de la déformation plastique des échantillons d'axes parallèles aux directions radiale et tan- gentielle s'est avérée être similaire. Le taux d'écrouissage est le plus élevé pour les éprouvettes tangentielles et décroît avec la déformation jusqu'à rupture par cisaillement localisé aux températures inférieures à 900 K ou apparition d'un adoucissement aux températures plus élevées. Les éprouvettes axiales ont un comportement totalement différent. Il y'a d'abord diminution du taux d'écrouissage, puis l'on observe un régime de faible taux d'écrouissage jusqu'à une déformation d'environ 0.08. Ensuite le taux d'écrouissage augmente jusqu'à des valeurs comparables à celles des échantillons tangentiels et reste constant jusqu'à la rupture. Une différence très importante de contrainte d'écoulement a été observée pour les échantillons axiaux sollicités en traction et compression à 295 K et 10⁻⁴s⁻¹.

Lorsque la température augmente au desous de 1000 K, le comportement mécanique du matériau devient de moins en moins anisotrope;​ à 1200 K, les courbes d'écoulement présentent un crochet de traction très aigu et des observations au microscope optique révèlent l'apparition de précipités.

La tendance généralement observée est donc la sui- vante:​ la contrainte d'écoulement augmente avec la frac- tion de pôles (0002) parallèles à l'axe de contrainte et avec la vitesse de déformation. L'influence de la température a été représentée par des courbes σ(T) en fonction de l'orientation de l'échantillon, de la déformation vraie et de la vitesse de déformation. Dans tous les cas, le comportement observé lorsque la température augmente consiste en une diminution lente de la contrainte d'écoulement (pour T 700 K) suivie d'une décroissance très rapide aux températures plus élevées.

Le comportement de l'alliage est discuté de façon générale à partir des mécanismes de déformation interve- nant dans différentes conditions expérimentales et ainsi qu'en fonction de l'évolution de la texture provoquée par les différents modes de déformation tels que le maclage.

Este trabajo fué enfocado al estudio de la anisotropia de las propiedades mécanicas de la aleación EXCEL (Zr-3.8% Sn-0.8% Mo-0.8% Nb). La investigación fué realizada par medio de pruebas de compresión a velocidad de deformación verdadera constante. Los especímenes de prueba fueron maquinados a partir de un tubo de presión CANDU, el cual habia sido estirado en frio y recocido a 1013 K. La textura cristalográfica del tubo consistió basicamente de polos (0002) orientados en el plano radial- tangencial, exhibiendo un máximo en la dirección paralela a la dirección tangencial. Los especímenes fueron orientados en el tubo de tal forma de que sus ejes fueran paralelos a las tres direcciones principales de anisotropia, esto es, las direcciones tangencial, radial y axial;​ de esta forma, el esfuerzo de fluencia fué determinado en función de la orientación de los specímenes, la deformación logarítmica y la velocidad de deformación en el rango de temperaturas 295-1200 K.

El comportamiento bajo deformación de los especímenes con ejes paralelos a las direcciones radial y tangencial fué semejante. Los especímenes tangenciales exhibieron la mayor velocidad de endurecimiento por deformación al inicio de los experimentos”. Esta velocidad disminuyó con aumento en la deformación hasta que inestabilidad debido a la formación y ablandamiento de bandas de corte localizado produjo la fractura de los especímenes ensayados a temperaturas menores de 900 K;​ a tempuraturas más altas la occurrencia de procesos de recuperación dinámica y/o procesos debidos a la evolución de la textura produjo ablandamiento del material a medida que la deformación plástica era aumentada. Los especímenes axiales se comportaron de manera diferente. Al inicio de la deformación la velocidad de endurecimiento disminuyó a medida que la deformación era aumentada hasta que aproximadamente al 2% de deformacion se establecio un régimen de flujo a una velocidad de endurecimiento mínima y aproximadamente constante que se extendió hasta deformaciones verdaderas del orden de 8-10%. Despues de esto, la velocidad de endurecimiento aumentó á valores similares a los observados en especímenes tangenciales para despues mantenerse constante hasta que los especímenes fallaban en la misma forma que los tangenciales. Otro fenômeno interesante encontrado en la deformación de muestras axiales fue el hecho que mostraron diferente comportamiento, similar a los especímenes tangenciales, cuando fueron ensayadas en tensión a 298 K y Ɛ = 10⁻⁴s⁻¹, dando lugar a un fenómeno denominado Diferencial de Resistencia.

A medida que la temperatura era aumentada por arriba de 1000 K, el comportamiento anisotropico del material disminuyó considerablemente y a 1200 K las curvas de deformación exhibieron picos de esfuerzo de flujo y microscopía óptica mostró la presencia de precipitados.

La tendencia general observada fué que el esfuerzo de flujo disminuia con el aumento en la fracción de polos de planos basales orientados paralelos al eje de la deformación y con el aumento en la velocidad de defor- mación. El effecto de la temperatura fue representado en la forma de curvas σ(T) como una función de la orienta- ción de los especímenes, la velocidad de deformación y la deformación plástica verdadera El comportamiento para un conjunto dado de condiciones experimentales consistió inicialmente, T 700 K, de una disminución lenta del esfuerzo de flujo con el aumento en temperatura, mientras que a temperaturas mas altas el esfuerzo requerido para causar deformación plástica en el material disminuyó rápidamente.

El comportamiento mecánico de la aleación fué interpretado y discutido en función de los mecanismos de deformacion que pueden operar bajo las diferentes condiciones experimentales estudiadas asi como con respecto a la posible evolución de la textura debida a la operación de modos de deformación tales como maclado.