Валиахметов О.Р., Галеев Р.М., Хасанова Г.Ф., Мулюков Р.Р

С УЛЬТРАМЕЛКОЗЕРНИСТОЙ СТРУКТУРОЙ, ПОЛУЧЕННОЙ МЕТОДОМ ВСЕСТОРОННЕЙ ИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ КОВКИ

Институт проблем сверхпластичности металлов РАН, Уфа, Россия

[email protected], [email protected], [email protected]

Структура циркониевых сплавов является одним из самых важных факторов, определяющих как эксплуатационные, так и технологические свойства сплава [1, 2]. Одним из перспективных методов получения однородной мелкозернистой структуры в металлах и сплавах является деформационная обработка в условиях динамической рекристаллизации. Метод всесторонней изотермической ковки, осуществляемый при температурно-скоростных режимах, обеспечивающих разви- тие динамической рекристаллизации, позволяет формировать в объемных полу- фабрикатах однородную структуру. При этом зерна могут измельчаться вплоть до нанометрических размеров [3].

В связи с этим в работе исследовано механическое поведение сплава Zr– 2.5%Nb с ультрамелкозернистой структурой, полученной методом всесторонней изотермической ковки.

Всестороннюю изотермическую ковку циркониевого сплаве Zr-2,5% Nb про- водили с поэтапным снижением температуры циклов ковки от 750 до 450°С. Пока- зано существенное измельчение зерен в структуре сплава при понижении темпера- туры ковки. При заключительной температуре ковки, равной 450°С и соответст- вующей (aZr + bNb) фазовой области, в сплаве получена ультрамелкозернистая структура с размером зерен/фрагментов 200-400 нм. Проведена сравнительная оценка сверхпластических характеристик для двух структурных состояний сплава в интервале температур 450-700°С и скоростей деформации 4,6´10-5 -1,8´10-3 с-1. Установлено, что в ультрамелкозернистом сплаве повышенная скоростная чувст- вительность напряжения течения (m ³ 0,3) отмечается как в (aZr + bNb)-области, так и в (aZr + bZr)-области, в сплаве с мелкозернистой структурой (размер зерен 3-4 мкм) - при температурах (aZr + bZr)-области.

Дальнейшее снижение температуры заключительной деформации до 250°С позволило измельчить структуру сплава Zr–2,5% Nb до среднего размера зерен 200 нм.

Установлено, что в этом нанокристаллическом состоянии сплав обладает более высокой прочностью и пластичностью по сравнению с ультрамелкозернис- тым состоянием (размер зерен 3–4 мкм) при температуре эксплуатации изделий из циркониевых сплавов в атомном реакторе.

1. Займовский А.С., Никулина А.В., Решетников Н.Г. Циркониевые сплавы в ядерной энергетике. - 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1994. 256 с.

2. Никулин С.А., Рожнов А.Б., Бабукин А.В., Перепелкина О.Г., Лященко Н.В. Структура и сопротивление разрушению циркониевых сплавов для атомной энергетики // Ми- ТОМ. 2005. №°5. С. 8-17.

3. Мулюков Р.Р. Развитие принципов получения и исследование объемных нанострук- турных материалов в ИПСМ РАН // Российские Нанотехнологии, 2007. Т. 2. № 7-8. С. 38-53.

Дата добавления: 2017-01-14