Впорядковані стопи цирконію з інтерметалідним зміцненням

О. М. Малка, П. М. Романко, В. Г. Ткаченко, О. І. Кондрашев

Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАН України, вул. Академіка Кржижановського, 3, 03142 Київ, Україна

Отримано: 02.10.2021; остаточний варіант - 21.02.2022. Завантажити: PDF

В даній роботі обґрунтовані хемічні склади і режими оброблення нових експериментальних стопів в системі Zr–8Al–1Nb з інтерметалідним (Zr$_3$Al) зміцненням для подальшого підвищення механічних властивостей цирконійових стопів на основі формування впорядкованої надструктури $L1_2$. Представлені результати вимірювань за температур 293 і 673–973 К різних параметрів короткочасних і тривалих механічних властивостей цирконійових стопів Zr–8Al і Zr–8Al–1Nb, істотно впорядкованих на основі фази Zr$_3$Al. Встановлено, що їх механічні характеристики визначаються в основному властивостями впорядкованої за типом $L1_2$ структури інтерметаліду Zr$_3$Al (до 92%). Леґування Ніобієм додатково підвищує жароміцність, релаксаційну стійкість і опір дислокаційній повзучості стопу Zr–8Al–1Nb. Макроскопічна межа плинности стопу практично не змінюється з підвищенням температури, а високотемпературні механічні властивості цирконійового стопу з інтерметалідним Zr$_3$Al зміцненням більш ніж в два рази вище аналогічних показників цирконійових стопів з твердорозчинним зміцненням (Zircaloу). Досліджені модифікації істотно впорядкованих цирконійових стопів з інтерметалідним зміцненням розглядаються як перспективні матриці для композиційних матеріалів нового покоління з найбільш високими експлуатаційними характеристиками в ядерній енергетиці.

Ключові слова: цирконійовий стоп, Zr$_3$Al впорядкування, міцність, пластичність, механізм повзучости.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v44/i04/0443.html

PACS: 62.20.F-, 62.20.fk, 62.20.Hg, 81.05.Bx, 81.70.Bt, 81.70.-q


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. А. С. Займовский, А. В. Никулина, Н. Т. Решетников, Циркониевые сплавы в ядерной энергетике (Москва: Энергоатомиздат: 1994).
  2. E. M. Schulson and D. J. Cameron, Preparation of Zirconium Alloys (United States Patent US4226647, Jun. 12, 1978).
  3. E. M. Schulson, J. Nuclear Materials, 57, No. 1: 98 (1975). Crossref
  4. B. A. Гринберг, M. A. Иванов, Интерметаллиды Ni3Al и TiAl: микроструктура, деформационное поведение (Екатеринбург: УрО РАН: 2002).
  5. R. Tewari, G. K. Dey, S. Banerjee, and N. Prabhu, Metall. Mater. Transactions A, 37: 49 (2006). Crossref
  6. R. Tewari, G. K. Day, S. Banerjee, and T. R. G. Kutty, BARC Newsletter, No. 309: 90 (2009).
  7. J. H. Li, Y. Gao, S. Li, L. Mao, F. S. Lhang, and Q. Li, Materials Research Innovations, 19, No. 9: 55 (2015).
  8. R. Tewari, G. K. Dey, T. R .G. Kutty, A. K. Sengupta, N. Prabhu, and S. Banerjee, Metallurgical and Materials Transactions A, 35: 205(2004). Crossref
  9. В.  Г. Ткаченко, О.  І. Кондрашев, О.  М. Малка, П.  М. Романко, О.  І. Дехтяр, В.  І. Бондарчук, Металлофиз. новейшие технол., 39, № 10: 1321 (2017).
  10. Г. Дж. Фрост, М. Ф. Эшби, Карты механизмов деформации (Челябинск: Металлургия: 1989).
  11. E. W. K. Honeycombe, The Plastic Deformation of Metals (London, Baltimore: E. Arnold Ltd.: 1984).
  12. Ж. П. Пуарье, Высокотемпературная пластичность кристаллических тел (Москва: Металлургия: 1982).
  13. P. H. Thornton, R. G. Davies, and T. L. Johnston, Metall. Mater. Trans. B, 1: 207 (1970). Crossref