Реєстраційний номер
0217U002607,
0114U001300
, Науково-дослідна робота
Назва роботи
Розробка фізичних основ тривалої міцності модифікованих сплавів з ГЩУ структурою
Назва етапу роботи
Керівник роботи
Ткаченко Володимир Григорович,
Дата реєстрації
28-04-2017
Організація виконавець
Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М.Францевича НАН України
Опис етапу
Об'єкт дослідження - вплив модифікування і нанофазного зміцнення частинками ZrO2 на короткочасні та тривалі фізико-механічні властивості цирконієвих сплавів Мета роботи - дослідити фізичну природу мікропластичної деформації, встановити найбільш ймовірні дислокаційні механізми, що відповідальні за гальмування дислокацій в широкому діапазоні параметрів (Т, s, t) і з цих позицій розробити фізичні основи тривалої міцності наномодифікованих сплавів з ГЩУ структурою. Методи дослідження - рентгеноструктурний аналіз, просвічуюча електронна мікроскопія, рентгенівська фотоелектронна спектроскопія, дослідження твердості, стандартні випробування на розтяг, повзучість, релаксацію напружень. Запропоновано метод введення наночасток ZrO2 розміром менше 5 нм в розплав металічного сплаву системи Zr-Nb-Sn. Введені в сплави системи Zr-Nb-Sn наночастки (1,2 мас. %) обумовлюють додатковий опір повзучості та підвищують його межу міцності та межу плинності при 400 °С не менше ніж на 50%. При цьому швидкість усталеної повзучості зменшується в 2 - 3 рази. Побудовані діаграми опору повзучості досліджених цирконієвих сплавів та, на цій основі, вперше визначено вплив концентрації атомів Sn та наночасток ZrO2 на зміну опору повзучості при 400 °С. Встановлено, що в сплавах системи Zr-Nb-Sn процес нанофазного зміцнення контролюється не атермічним механізмом Орована, а термічно активованим дислокаційним механізмом. Розрахунки на міцність сплавів систем Zr-Nb-Sn і Zr-Nb-Sn-ZrO2 вказують на активацію термічно активованого дислокаційного механізму бокового обходу наночастинок, що узгоджується з концепцією Арта-Уїлкінсона, яка пов'язує напругу гальмування дислокацій з відривом дислокацій, що переповзають, від поля пружних напружень на міжфазній поверхні. Результати роботи можуть бути використані при розробці нових цирконієвих сплавів для твелів, у тому числі і модифікованих нанорозмірними частками ZrO2, з більш високим термічним опором при температурах 450 - 500 °С.
Опис продукції
Запропоновано метод введення наночасток ZrO2 розміром менше 5 нм в розплав металічного сплаву системи Zr-Nb-Sn. Побудовані діаграми опору повзучості досліджених цирконієвих сплавів та, на цій основі, вперше визначено вплив концентрації атомів Sn та наночасток ZrO2 на зміну опору повзучості при 400 °С. Встановлено, що в сплавах системи Zr-Nb-Sn процес нанофазного зміцнення контролюється не атермічним механізмом Орована, а термічно активованим дислокаційним механізмом. Розрахунки на міцність сплавів систем Zr-Nb-Sn і Zr-Nb-Sn-ZrO2 вказують на активацію термічно активованого дислокаційного механізму бокового обходу наночастинок за концепцією Арта-Уїлкінсона.
Автори роботи
Малка Олександр Миколайович
Щерецький Анатолій Олександрович
Додано/оновлено в НРАТ
2020-04-02
