Фундаментальные проблемы современного материаловедения,  2020,  том 17,  №1, 78-83

 

Т.В. Демент1,2, Н.А. Попова2, И.А. Курзина1

Влияние радиационного воздействия на тонкую структуру и фазовый состав соединительной зоны в трехслойном материале «хромсодержащая сталь / ванадиевый сплав / хромсодержащая сталь»

1Национальный исследовательский Томский государственный университет, пр. Ленина, 36, 634050, Томск, Россия
2Томский государственный архитектурно-строительный университет, пл. Соляная, 2, 634003, Томск, Россия
Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

В работе было исследовано влияние облучения на фазовый состав и тонкую структуру трехслойного материала «хромсодержащая сталь/ванадиевый сплав/хромсодержащая сталь». Метод облучения основан на применении источника ионов тяжелых металлов (тантала), который моделируют процессы, протекающие в реакторах на быстрых нейтронах. Время эксперимента по проведению повреждающего воздействия на экспериментальные образцы сокращается в 10 тысяч раз, и составляет порядка 10-20 часов вместо полутора лет. В работе была изучена соединительная зона трехслойного материала «хромсодержащая сталь/ванадиевый сплав/хромсодержащая сталь», облученного ионами тантала. Установлено, что облучение материала приводит к фазовому превращению a-Ti®b-Ti и уменьшению размера частиц a-Ti. Мощное энергетическое воздействие, а именно облучение танталом стимулирует фазовое превращение. После облучения в материале присутствуют также и отдельно расположенные частицы a-Ti со средним размером до 0.5 мкм. Установлено, что облучение привело к измельчению частиц a-Ti, что, в свою очередь, может приводить к упрочнению материала. Показано, что во всех зернах переходной зоны после облучения практически отсутствуют дислокации. Максимальная локальная амплитуда внутренних напряжений, определенная из кривизны-кручения кристаллической решетки в местах наличия экстинкционных контуров, равна 180 МПа.

Ключевые слова: трехслойный материал, ванадиевый сплав, соединительная зона, радиационное облучений, тепловыделяющий элемент, V-5Ti-5Cr, хромсодержащая сталь.

УДК 546.881.055:620.187

DOI: 10.25712/ASTU.1811-1416.2020.01.013


 

Fundamental’nye problemy sovremennogo materialovedenia

(Basic Problems of Material Science (BPMS)) Vol. 17, No.1 (2020) 78-83

 

T.V. Dement1,2, N.A. Popova2, I.A. Kurzina1

The effect of radiation on the fine structure and phase composition of the connecting zone in the three-layer material «chromium-containing steel / vanadium alloy / chromium-containing steel»

1The National Research Tomsk State University, Lenin Pr., 36, Tomsk, 634050, Russia
2Tomsk State University of Architecture and Building, Solyanaya Sq., 2, Tomsk, 634003, Russia

In this work, was studied the effects of irradiation on the phase composition and fine structure of the three-layer material “chromium-containing steel / vanadium alloy / chromium-containing steel”. The irradiation technique is based on the use of a source of heavy metal ions, which simulates the processes occurring in fast neutron reactors. The time of the experiment to conduct a damaging effect on the experimental samples is reduced by 10 thousand times, and is about 10 to 20 hours instead of one and a half years. In this work, we studied the connecting zone of a three-layer material “chromium-containing steel / vanadium alloy / chromium-containing steel” irradiated with tantalum ions. It was established that irradiation of the material leads to the phase transformation of a-Ti®b-Ti and a decrease in the particle size of a-Ti. A powerful energy effect due to tantalum irradiation stimulates the phases transformation. After irradiation, separately a-Ti particles with an average size of up to 0.5 μm are also present in the material. It was found that irradiation led to the grinding of a-Ti particles, which, in turn, can lead to hardening of the material. It is shown that in all grains of the transition zone after irradiation there are practically no dislocations. The maximum local amplitude of internal stresses, determined from the torsion curvature of the crystal lattice in the places where extinction contours are present, is 180 MPa.

Keywords: three-layer material, vanadium alloy, connecting zone, radiation exposure, fuel element, V-5Ti-5Cr, steel 430.