Вивчення механізмів трІщиноутворення на композитах вольфраму за трьохточковою методикою
Анотація
Метою даного дослідження є оцінка температури крихко-в’язкого переходу та вивчення мікроструктури зломів
мініатюризованих композитів вольфраму методом трьохточкового згину. Вольфрам та композити вольфраму – найкращі
технічні кандидати для виготовлення дівертору в майбутньому термоядерному реакторі ITER (International Thermonuclear
Experimental Reactor). Ці матеріали мають найвищу точку плавлення в порівнянні з іншими матеріалами, тому це кандидати
матеріалів для зовнішнього шару дівертору повернутого до плазми. Оскільки температура плазми в ITER становить від
150×106 ℃ до 300×106 ℃, тому важливим є саме вивчення впливу температури на матеріали.
Вплив температури на композити вольфраму досліджувався методом трьохточкового згину в температурному інтервалі
100-600 °C. Були досліджені три типи матеріалів: перший тип – чистий вольфрам (W > 99,97%), виготовлений на замовленню
Євросоюзу та Китаю для побудови Міжнародного Експериментального Термоядерного Реактору: IGP та два лабораторних
типи: W - 0.5%ZnC, W - 2%Y2O3. Діапазони температур крихко-в’язкого переходу залежать від типу матеріалу, орієнтації
зерен та прокатки. IGP і W - 0,5% ZnC були прокатані та випробувані у двох різних орієнтаціях зерен (L і T): WZC_L,
WZC_T, IGP_L, IGP_T. Показано, що температурний перехід від крихкого до пластичного руйнування відбувається різко
для композитів WZC_L (120-180 °C) і IGP_L (160-180 °C), повільніше для WZC_T (260-380 °C) і (350-500 °C). Встановлено,
що межа текучості зменшується лінійно з температурою. Досліджувані матеріали з L-орієнтацією зерен мають більш високу
еластичність і вищу межу міцності. В роботі досліджено три типи руйнування: транскристалічний тип (WZC_L, WZC_T,
IGP_L, IGP_T) спостерігається, коли тріщина в металі проростає через зерна; інтеркристалічний тип (W-YO) руйнування по
міжзеренним границям; або комбінація цих типів – змішане руйнування (WZC_L, WZC_T, IGP_T).
Завантаження
Посилання
2. T. P. Garcia. Microstructural and Mechanical
Characterization of Tungsten based Materials for
Fusion Reactors (2015).
3. C. Yin. Int. J. Refract. Met. Hard Mater., 153, (2018),
https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2018.04.003
4. Y. Hiraoka. Materials Transactions, 46, 7, 1663 (2005).
5. В. А. Косенко, Н. Ф. Кущевська та ін.
Матеріалознавство та матеріали у харчовій
промисловості, Університет «Україна», K. (2017),
298 с.
6. П.П. Костин. Фізико-механічні випробування
металів, сплавів та неметалічних матеріалів,
Машинобудування, М. (1990), 256 с.
7. V. Karthik. CRC Press (2017). https://doi.
org/10.1201/9781315372051
8. S. S. Sutar, G. Sharad Kale Engg, H. Sharad vaste
Engg. IJIERT. 1, 1, (2014).
9. Мильніков О.В. Опір матеріалів. ТНТУ , Т. (2010),
257с.
10. https://nptel.ac.in/courses/101104010/lecture39/39_6.
html
11. https://www.tf.unikiel.de/matwis/amat/iss/kap_9/
illustr/s9_1_1.html
12. Mutoh Y. J. Mater. Sci. 30, 770, 5 (1995).
13. J. Y. Pastor. EUROFUSI ON WPMAT - annual report.
10, (2019).
14. Instron FastTrack 8800 Materials Test Control System,
Reference Manual – Configuration, M21-10011-EN,
2003.
15. ASTM D790: Standard test methods for flexural
properties of unreinforced and reinforced plastics and
electrical insulating materials.
16. W. Van Renterghem, Basic manual of the JEOL
JSM6610LV SEM, work instruction, SCK-CEN,
(2012), 759 p.
3.gif){kind=logo}
