Остання редакція: 2016-02-20
Тези доповіді
Лук’яненко О.Г., Труш В.С.
(ФМІ ім. Г.В. Карпенка НАН України, Львів)
E-mail: trushvasyl@gmail.com
Цирконієві сплави широко застосовуються як конструкційний матеріал у атомній енергетиці для виготовлення оболонок паливних елементів ‑ твелів. Одним із перспективних методів підвищення функціональних властивостей цирконієвих сплавів, зокрема опору втомному руйнуванню, є інженерія поверхні, а саме твердорозчинне зміцнення поверхневого шару за дифузійного насичення у кисневмісному газовому середовищі. У роботі наведено експериментальні результати впливу термообробки за режимами Р1 – (T = 580°С, t = 3 год, P = 1,33·10-3 Па) та Р2 – (T = 580°С, t = 0,5 год, P =1,33·10‑1Па + T = 580°С, t = 2,5 год, P = 1,33·10-2 Па) на фазово-структурний стан поверхневого шару та на втомну довговічність сплаву Zr1Nb. За результатами дюрометричних досліджень поверхневого шару зразків сплаву Zr1Nb, оброблених за режимами Р1 та Р2, твердість поверхні змінюється від 270±43 до 520±100 кг/мм2 відповідно за зміцненої зони 35…40 мкм (рис. 1).
Результати рентгенівського фазового аналізу вказують на те, що на поверхні сплаву Zr1Nb після обробки за вищезгаданими режимами відсутні фазові плівки, а змінюється лише орієнтація кристалів, що відображається на перерозподілі інтенсивності рефлексів від площин.
Структура поверхневого шару досліджуваного сплаву не зазнає видимих змін після обробок за режимами Р1 та Р2 (рис. 2).
Обробка за режимом Р2 підвищує втомну довговічність цирконієвого сплаву Zr1Nb відносно вихідного стану (обробка за режимом Р1) за випробувань чистим згином на повітрі (рис. 3).Ймовірно, що причиною позитивного впливу обробки за режимом Р2 на опір втомному руйнуванню сплаву Zr1Nb є твердорозчинне зміцнення поверхневого шару киснем, яке створює градієнтне поле залишкових стискальних напружень аналогічне розподілу твердості.