Влияние режимов термомеханической обработки на формирование микроструктуры, кристаллографической текстуры и механических свойств сплава Zr-1%Nb

Abstract

Проведено систематическое исследование влияния различных режимов термомеханической обработки (ТМО), выполняемой ковкой и прокаткой сплава Zr-1%Nb, полученного методом двойного вакуумно-дугового переплава, на эволюции его фазового состава, микроструктуры, кристаллографической текстуры и комплекса механических свойств. Результаты сравнивали с данными, полученными ранее для условий прямой (без предварительной ковки) прокатки. Сравнительный анализ проводили также с использованием статистических данных об однородности материала, полученных методами измерения микротвердости просвечивающей электронной микроскопии. В результате было установлено, что наилучшее сочетание механиче-ских свойств, кристаллографической текстуры и однородности материала обеспечивается в тех случаях, когда ТМО проводится последовательно при температурах однофазной β, а затем, двухфазной α+β- областями, причем, между первой и второй стадиями должна производиться обработка на твердый β-раствор с закалкой в воду. Также установлено, что использование в качестве первой стадии деформации β-ковки обеспечивает лучшие конечные результаты по сравнению с прокаткой при тех же температурах.

Проведено систематичне дослідження впливу різних режимів термомеханічної обробки (ТМО), яка ви-конувалася куванням і прокатуванням сплаву Zr-1%Nb, отриманого методом подвійного вакуумно-дугового переплавлення, на еволюції його фазового складу, мікроструктури, кристалографічної текстури і комплексу механічних властивостей. Результати порівнювали з даними, що були отримані раніше для умов прямого (без попереднього кування) прокатування. Порівняльний аналіз проводили також із використанням статистичних даних щодо однорідності матеріалу, отриманих методом вимірювання мікротвердості і за рахунок дослідження тонкої мікроструктури з використанням просвічуючої електронної мікроскопії. В результаті було встановлено, що найкраще поєднання механічних характеристик, кристалографічної текстури і однорідності матеріалу забезпечується у тих випадках, коли ТМО проводиться послідовно при температурах однофазної β, а потім, двофазної α+β-областей, причому між першою і другою стадіями деформації виконують обробку на твердий β-розчин із гартуванням у воду. Також встановлено, що при використанні на першій стадії деформаційної обробки β-кування забезпечує кращі кінцеві результати порівняно із прокатуванням при тій же температурі.

Systematic study of different regimes of thermomechanical processing performed employing forging and rolling of Zr-1%Nb alloy melted with double Vacuum Arc Remelting approach on evolution of its’ microstructure, crystallographic texture and mechanical properties was performed. Results were compared with earlier obtained for conditions of direct (without primary forging) rolling data. Comparative analysis was done also employing statistic data on material uniformity obtained with microhardness measurements as well as Transmission Electron Microscopy data. Is was established that the best mechanical properties balance, crystallographic texture and uniform condition could be formed in alloy with thermomechanical processing including consecutive deformation at temperatures of single β, and then two-phase α+β-fields. Also solid-solutioning treatment followed by water quenching should be included between first and second stages of deformation. It is found that β-forging used as deformation method of the first stage ensures better final result of thermomechanical processing comparing with rolling at the same temperatures.