Особенности процессов роста и сегрегации включений интерметаллических фаз в циркониевых сплавах

Abstract

На основе экспериментальных данных обнаружена взаимосвязь процессов роста включений интерметаллических фаз и их поверхностной сегрегации в бинарных и тройных сплавах на основе циркония. Увеличение поверхностной концентрации атомов железа связано с увеличением размеров включений при росте температуры отжига деформированных сплавов. Рост степени обогащения поверхностного слоя начинается с температур отжига 900 К и размеров включений 45 нм. Модель асимметричного роста интерметаллических включений, приводящего к их миграции, и позволила определить коэффициент диффузии атомов железа в интерметаллическом включении: DFe = 3,5·10⁻³см²/с, что на порядок величины ниже коэффициента диффузии Fe в α-цирконии.

На основі експериментальних даних виявлено взаємозв’язок процесів росту включень інтерметалічних фаз та їх поверхневої сегрегації в бінарних та тройних сплавах на основі цирконию. Збільшення поверхневої концентрації атомів заліза пов’язано зі збільшенням розмірів включень при рості температури відпалювання деформованих сплавів. Зростання ступеня збагачення поверхневого шару починається з температур відпалу 900 К і розмірів включень 45 нм. Модель асиметричного зростання інтерметалічних включень, що приводить до їх міграції, і дозволила визначити коефіцієнт дифузії атомів заліза в інтерметалічному включенні: DFe = 3,5·10⁻³см²/с, що на порядок нижче величини коефіцієнта дифузії Fe в α-цирконії.

On the basis of experimental data in work the interrelation of processes of growth of inclusions of intermetallic phases and their surface segregation in binary and threefold alloys on the basis of zirconium is found. The increase of surface concentration of iron atoms associated with the increase in the size of inclusions with increasing temperature of annealing of the deformed alloys. Increasing of the degree of enrichment of the surface layer begins with an annealing temperature of 900 K and 45 nm sized inclusions. Model of asymmetric growth of the intermetallic inclusions, leading to their migration have enabled us to determine the diffusion coefficient of iron atoms in intermetallic inclusion of DFe=3.5·10⁻³cm²/s, which is an order of magnitude below the diffusion coefficient of Fe in α-zirconium.