Структурні особливості та експлуатаційні характеристики сталі Т91

  • Victor Voyevodin Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут», м. Харків, Україна https://orcid.org/0000-0003-2290-5313
  • Mikhail Tikhonovsky Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут», м. Харків, Україна https://orcid.org/0000-0001-5889-0366
  • Galyna Tolstolutska Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут», м. Харків, Україна https://orcid.org/0000-0003-3091-4033
  • Hanna Rostova Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут», м. Харків, Україна https://orcid.org/0000-0003-1329-9016
  • Ruslan Vasilenko Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут», м. Харків, Україна https://orcid.org/0000-0002-4029-9727
  • Oleksandr Kalchenko Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут», м. Харків, Україна https://orcid.org/0000-0003-0856-1868
  • Natalya Andrievska Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут», м. Харків, Україна https://orcid.org/0000-0001-5326-4235
  • Oleksii Velikodnyi Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут», м. Харків, Україна https://orcid.org/0000-0001-5088-6143
DOI: https://doi.org/10.26565/2312-4334-2020-3-12
Ключові слова: мартенситна сталь, термомеханічна обробка, мікротвердість, наноструктура, інтенсивна пластична деформація, радіаційна стійкість

Анотація

Досліджено мікроструктуру і радіаційну стійкість мартенситної сталі Т91 після термомеханічної обробки. Розроблено фізико-технологічні основи процесу створення наноструктурного стану в реакторній сталі Т91. Ця структура була отримана в результаті інтенсивної пластичної деформації сталі Т91 методом багаторазового «осадження-вичавлювання», розробленим в ННЦ ХФТІ, в двох температурних діапазонах: в області існування аустеніту і з послідовним зниженням температури деформації і збільшенням циклів «осадження-вичавлювання» в області існування фериту. Для подальшої термообробки були обрані особливі температурний діапазон і режими деформації для отримання оптимальної структури. Також була знайдена оптимальна температура відгартовування для отримання однорідної структури. Було виявлено, що середній розмір зерна сталі Т91 зменшується з 20 мкм в вихідному стані до ~ 140 нм після 5 циклів «осадження-вичавлювання» в феритному інтервалі і до ~ 100 нм після 3 циклів деформації в аустенітній області. Було встановлено, що зі збільшенням кількості циклів і зниженням температури деформації відбувається підвищення ступеню однорідності розподілу зерен за розмірами. В цьому випадку мікротвердість збільшується з 2090 МПа до 2850 МПа після 5 циклів «осадження-вичавлювання» в феритному інтервалі. В аустенітній області значення мікротвердості збільшуються з 3400 до 3876 МПа. Визначено розпухання сталі Т91 в двох структурних станах - мартенситному та ферритному. Так, розпухання сталі при високій дозі опромінення іонами аргону з енергією 1,4 МеВ (120 зсувів на атом, температура опромінення 460ºС) становить ΔV / V = 0.26% в вихідному стані (мартенситна структура) і 0,65% для зразків з феритною структурою

Завантаження

##plugins.generic.usageStats.noStats##

Посилання

R. Klueh and D. Harries, High-Chromium Ferritic and Martensitic Steels for Nuclear Applications, ed. (ASTM International, West Conshohocken, 2001), pp. 221, https://doi.org/10.1520/MONO3-EB.

R. Klueh, Philosophical Magazine. 98(2012), 2618-2636 (2008), https://doi.org/10.1080/14786435.2018.1497307.

S. Baindur, Bulletin of the Canadian Nuclear Society, 29(1), 32-38 (2008).

https://www.astm.org/Standards/A213.htm.

M. Song, C. Sun, Z.Fan, Y. Chen, R.Zhu, K.Y. Yu, K.T. Hartwig, H.Wang, and X.Zhang, Acta Materialia, 112, 361-377 (2016), https://doi.org/10.1016/j.actamat.2016.04.031.

R.A. Andrievskii, The Physics of Metals and Metallography. 110(3), 229–240 (2010), https://doi.org/10.1134/S0031918X10090061.

M.V. Karavaeva, M.A. Nikitina, A.V. Ganeev, R.K. Islamgaliev, IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 179, 012037 (2017), https://doi.org/10.1088/1757-899X/179/1/012037.

D.C. Foley, K.T. Hartwig, S.A. Maloy, P. Hosemann, X. Zhang, Journal of Nuclear Materials. 389, 221-224 (2009), http://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2009.02.005.

Z.Q. Fan, T. Hao, S.X. Zhao, G.N. Luo, C.S. Liu, Q.F. Fang, Journal of Nuclear Materials. 434, 417–421 (2013), https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2012.12.009.

D.S. Gelles, Journal of Nuclear Materials. 233-237, 293-298 (1996), https://doi.org/10.1016/S0022-3115(96)00222-X.

J.J. Kai, R.L. Klueh, Journal of Nuclear Materials. 230, 116-123 (1996), https://dx.doi.org/10.1016/0022-3115(96)00165-1.

J. Van Den Bosch, O. Anderoglu, R. Dickerson, M. Hartl, et al., Journal of Nuclear Materials. 440, 91-97 (2013), https://dx.doi.org/10.1016/j.jnucmat.2013.04.025.

M.B. Toloczko, F.A. Garner, C.R. Eiholzer, Journal of Nuclear Materials. 215, 604-607 (1994), https://doi.org/10.1016/0022-3115(94)90131-7.

E. Getto, K. Sun, A.M. Monterrosa, et al., Journal of Nuclear Materials. 480, 159-176 (2016), https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2016.08.015.

O.V. Chorniy, Ya.D. Starodybov, O.I. Volchok, G.E. Storozhilov, Patent Ukraine No. 42487 A (15 January 2001). (in Ukrainean)

I.I. Papirov, G.F. Tikhinskiy, The Physics of Metals and Metallography. 29(5), 1057-1060 (1970). (in Russian)

V.M. Azhazha, O.V. Chorniy, G.E. Storozhilov, N.F. Andrievskaya, T.U. Rydicheva, Problems of Atomic Science and Technology, Series: “Vacuum, Pure Materials, Superconductors”, 6(14), 136 -139 (2004). (in Russian)

J.F. Ziegler, Version – SRIM-2008.04, www.srim.org.

ASTM E521-96, Standard Practice for Neutron Radiation Damage Simulation by Charged-Particle Irradiation, https://www.astm.org/DATABASE.CART/HISTORICAL/E521-96.htm.

Опубліковано
2020-08-13
Цитовано
Як цитувати
Voyevodin, V., Tikhonovsky, M., Tolstolutska, G., Rostova, H., Vasilenko, R., Kalchenko, O., Andrievska, N., & Velikodnyi, O. (2020). Структурні особливості та експлуатаційні характеристики сталі Т91. Східно-європейський фізичний журнал, (3), 93-98. https://doi.org/10.26565/2312-4334-2020-3-12
Номер
№ 3 (2020): Східно-європейський фізичний журнал
Розділ
Статті

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

    • Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
    • Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
    • Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).