Структура и жаростойкость сплавов циркония

Abstract

На сплавах Zr—(1—2,5)Nb—(0—1)Cr—(0—0,5)Fe изучено влияние легирования на формирование зеренной структуры при аргонно-дуговой плавке, отжиге и деформации циркония. Установлено, что обработки определяют состояние легирующих элементов в сплавах. Показано, что, используя легирование и изменяя скорость охлаждения в области температур β → α-превращения при литье и отжиге, можно варьировать размер пластин α-фазы. Обнаружено, что легирование влияет на режимы деформации, необходимые для измельчения зерна в результате протекания динамической рекристаллизации. Установлено, что структура, формирующаяся при динамической рекристаллизации, способствует повышению жаростойкости сплавов циркония. Выявлено, что огрубление зеренной структуры сплавов циркония сопровождается образованием и коагуляцией частиц второй фазы на границах зерен. Найдено, что введение железа приводит к стабилизации β-фазы, что выражается в расширении температурного интервала ее существования. Изменение размера зеренной структуры и жаростойкости после различных обработок обусловлено изменением состояния легирующих элементов на границах зерен. Независимо от исходной структуры и легирования найден режим деформирования, который измельчает зерна α-фазы в сплавах циркония.

На сплавах Zr—(1—2,5)Nb—(0—1)Cr—(0—0,5Fe вивчено вплив легування на формування зеренної структури при аргонно-дуговій плавці, відпалі та деформації цирконію. Встановлено, що обробки визначають стан легуючих елементів в сплавах. Показано, що, використовуючі легування і змінюючі швидкість охолодження в області температур β → α-перетворення при литті та відпалі, можна варіювати розмір пластин α-фази. Виявлено, що легування впливає на режими деформації, необхідні для подрібнення зерна в результаті протікання динамічної рекристалізації. Встановлено, що структура, яка формується при динамічній рекристалізації, сприяє підвищенню жаростійкості сплавів цирконію. Виявлено, що огрубіння зерен структури сплавів цирконію супроводжується утворенням і коагуляцією частинок другої фази на границях зерен. Знайдено, що введення заліза приводить до стабілізації β-фази. Це виражається в розширенні температурного інтервалу її існування. Зміна розміру зеренної структури та жаростійкості після різних обробок обумовлена зміною стану легуючих елементів на границях зерен. Незалежно від вихідної структури і легування знайдено режим деформування, який подрібнює зерна α-фази в сплавах цирконію.

The effect of doping on the formation of the grain structure at argon melting, annealing and deformation of zirconium was studied on Zr—(0—2,5)Nb—(0—1)Cr—(0—0,5) Fe alloys. It was established that the processing determine condition of alloying elements in alloys. It is shown that the alloying and the cooling rate in the temperature range β → α-transformation can control the size of α-phase plates during casting and annealing. It was found that alloying effect on the deformation modes required for grain refinement as a result of dynamic recrystallization. It was found that the structure that is formed by dynamic recrystallization results in an increase of heat resistance of zirconium alloys. It was revealed that the coarsening of the grain structure of zirconium alloys is accompanied by formation and coagulation of particles of the second phase at the grain boundaries. It was found that the introduction of iron leads to stabilization of β-phase, it become apparent as the expansion of the temperature range of β-phase existence. Changing the size of the grain structure and the heat resistance after various treatments associated with the state of the alloying elements at grain boundaries. Deformation mode which crushes α-grain in zirconium alloys found regardless of the initial structure and alloying.