Механические характеристики твэльных трубок из сплава Zr1Nb после осаждения ионно-плазменных покрытий

Abstract

Приведены результаты исследования влияния ионно-плазменных покрытий на механические свойства образцов из отрезков твэльных трубок циркониевого сплава Zr1Nb. Образцы подвергались испытаниям на растяжение после осаждения на них однослойных (TiN), многослойных (Ti+TiN)x, (Zr+ZrN)x и многокомпонентных наноструктурных TiAlN, TiAlSiN, TiAlYN-конденсатов. Результаты испытаний показали, что осаждение покрытий приводит к увеличению предела прочности σв на разрыв от 12 до 21 %, при практически неизменном условном пределе текучести σ₀,₂. Показано, что плёнки толщиной ~ 5 мкм обладают высокой твёрдостью и прочностью. Максимальная твердость на поверхности образцов из сплава Zr1Nb (45 ГПа) получена после осаждения наноструктурного конденсата Ti₇₇,₉Al₁₉,₂Si₂,₇N, а наибольшее увеличение σв соответствует образцам с покрытиями (Ti+TiN)x.

Наведено результати дослідження впливу іонно-плазмових покриттів на механічні властивості зразків з відрізків твельних трубок цирконієвого сплаву Zr1Nb. Зразки піддавалися випробуванням на розтяг після осадження на них одношарових (TiN), багатошарових (Ti+TiN)x, (Zr+ZrN)x і багатокомпонентних наноструктурних TiAlN, TiAlSiN, TiAlYN-конденсатів. Результати випробувань показали, що осадження покриттів призводить до збільшення межі міцності σв на розрив від 12 до 21 %, при практично незмінній умовній межі плинності σ₀,₂. Показано, що плівки товщиною ~ 5 мкм мають високу твердість і міцність. Максимальна твердість на поверхні зразків зі сплаву Zr1Nb (45 ГПа) отримана після осадження наноструктурного конденсату Ti₇₇,₉Al₁₉,₂Si₂,₇N, а найбільше збільшення σв відповідає зразкам з покриттями (Ti+TiN)x.

The paper presents the results of studies of the effect of ion-plasma coatings on the mechanical properties of the Zr1Nb alloy tube segments. The samples were tested in tension after deposition single-layer (TiN), multilayer (Ti+TiN)x, (Zr+ZrN)x, and multicomponent nanostructured TiAlN, TiAlSiN, TiAlYN condensates. The test results showed that the deposition of coatings increases the tensile strength σв of 12 to 21 %, at a constant yield strength σ₀,₂. It is shown that the film thickness of about 5 μm have a high hardness and strength. Maximum hardness (45 GPa) on the surface of the Zr1Nb alloy is obtained after deposition of nanostructured condensate Ti₇₇,₉Al₁₉,₂Si₂,₇N, and the greatest increase in σв corresponds for samples coated by (Ti+TiN)x.