Дослідження впливу іонно-плазмової обробки на механічні характеристики цирконієвого сплаву Zr1Nb

В. А. Білоус Национальный научный центр “Харьковский физико-технический институт”
П. M. В’югов Национальный научный центр “Харьковский физико-технический институт”
О. С. Купрін Национальный научный центр “Харьковский физико-технический институт”
С. О. Леонов Национальный научный центр “Харьковский физико-технический институт”
Г. І. Носов Национальный научный центр “Харьковский физико-технический институт”
В. Д. Овчаренко Национальный научный центр “Харьковский физико-технический институт”
Л. С. Ожигов Национальный научный центр “Харьковский физико-технический институт”
О. Г. Руденко Национальный научный центр “Харьковский физико-технический институт”
В. І. Савченко Национальный научный центр “Харьковский физико-технический институт”
Г. М. Толмачова Национальный научный центр “Харьковский физико-технический институт”
В. М. Хороших Национальный научный центр “Харьковский физико-технический институт”

Ключові слова: онно-плазмові покриття, іонна імплантація, цирконієві сплави, механічні властивості, випробування на розтяг

Анотація

У роботі наводяться результати досліджень впливу іонно-плазмової обробки (ІПО), що включає осадження іонно-плазмових покриттів та іонну імплантацію, на механічні властивості зразків з відрізків твельних трубок цирконієвого сплаву Zr1Nb. Були отримані одношарові (TiN), багатошарові (Ti + TiN)x, (Zr + ZrN)x, і багатокомпонентні наноструктурні TiAlN, TiAlSiN, TiAlYN покриття. Ряд зразків були імплантовані іонами Zr+, Mo+, N2+ і О2+. Після ІПО зразки піддавалися випробуванням на розтягування. Осадження зміцнюючих іонно-плазмових покриттів призводить до збільшення межі міцності σВ на розрив від 12 до 21% при 350 °С, а умовна межа плинності σ0,2 залишається при цьому практично незмінною. Після іонного опромінення помітно збільшилась (до 16%) умовна межа плинності σ0,2. Показано, що досліджувані покриття товщиною ∼5 мкм мають високу твердість (до 45 ГПа), а після ІПО відзначено збільшення твердості та модуля пружності зразків.

і

Завантаження

##plugins.generic.usageStats.noStats##

Біографії авторів

В. А. Білоус, Национальный научный центр “Харьковский физико-технический институт”

с.н.с.

П. M. В’югов, Национальный научный центр “Харьковский физико-технический институт”

с.н.с.

О. С. Купрін, Национальный научный центр “Харьковский физико-технический институт”

с.н.с.

С. О. Леонов, Национальный научный центр “Харьковский физико-технический институт”

с.н.с.

Г. І. Носов, Национальный научный центр “Харьковский физико-технический институт”

с.н.с.

В. Д. Овчаренко, Национальный научный центр “Харьковский физико-технический институт”

с.н.с.

Л. С. Ожигов, Национальный научный центр “Харьковский физико-технический институт”

с.н.с.

О. Г. Руденко, Национальный научный центр “Харьковский физико-технический институт”

с.н.с.

В. І. Савченко, Национальный научный центр “Харьковский физико-технический институт”

с.н.с.

Г. М. Толмачова, Национальный научный центр “Харьковский физико-технический институт”

с.н.с.

В. М. Хороших, Национальный научный центр “Харьковский физико-технический институт”

с.н.с.

Посилання

Солонин М.И., Решетников Ф.Г., Иолтуховвский А.Г., Никулина А.В. Новые конструкционные материалы активных зон ядерных энергетических установок//ФизХОМ. – 2001.– № 4. – С. 17-27.

Baеck J.H., Park K.B., Jeong Y.H. Oxidation kinetics of zircaloy-4 and Zr-1 Nb-1Sn-0,1Fe of temperature of 700 – 1200°//Journ. of Nucl. Mat. – 2004. – Vol. 340, No. 3. – P.443-456.

Park J.Y., Choi B.K., Jeоng Y.H., Jung Y.H. Corrosion behavior of Zr alloys with a high Nb content//Journ. of Nucl. Mat. – 2005. – Vol. 335, No. 2-3. – P.237-246.

Peng D.Q., Bai X.D., Pan F., Sun H., Chen B.S. Surface analysis of Zircaloy-2 implanted with carbon before and after oxidation in air at 500°C //Materials Characterization. – 2006. – Vol. 56, Issue 2. – P. 112-120.

Белоус В.А., Карасева Е.В., Носов Г.И., Соколенко В.И., Хороших В.М., Толмачева Г.Н. Влияние имплантации ионов Al+, Mo+, Zr+ на механические свойства циркониевого сплава Zr1Nb//Сб. тр. LI Междунар. конф. “Актуальные проблемы прочности” (Харьков, Украина). – 2011. – С.73.

Sung J.H., Kim T.H., Kim S.S. Fretting damage of TiN coated zircaloy-4 tube//Wear. – 2001. – Vol. 250, Issues 1-12. – P. 658-664.

Белоус В.А., Леонов С.А., Носов Г.И., Хороших В.М., Ломино Н.С., Толмачева Г .Н., Бровина М.А., Ермоленко И.Г. Модификация поверхности сплава Э110 осаждением многослойных Zr/ZrN покрытий и ионным облучением//Физическая инженерия поверхности. – 2009. – T. 7, № 1-2. – С.76-81.

Аксёнов И.И. Вакуумная дуга в эрозионных источниках плазмы. – Харьков: ННЦ ХФТИ, 2005. – 212 с. 9. Латишенко В.А.. Диагностика жесткости и прочности материалов. – Рига.: Зинатне, 1968. – 319 с.

Екобори Т. Физика и механика разрушения и прочности твёрдых тел. – М.: Металлургия, 1971. – 264 с. 11. Панин В.Е., Сергеев В.П., Панин А.В., Почивалов Ю.И. Наноструктурирование поверхностных слоёв и нанесение наноструктурных покрытий – эффективный способ упрочнения современных конструкционных и инструментальных материалов//Физика металлов и металловедение. – 2007. – Т. 104, № 6.– С. 650-660.

Перлович Ю.А., Исаенкова М.Г., Грехов М., Крымская О.А., Польский В.И. Изменение текстуры и структуры в объеме оболочечных труб из Zr-сплавов при поверностной ионноплазменной обработке//Тр. ХIX междунар. конф. по физике радиационных явлений и радиационному материаловедению (Алушта). – 2010. – С. 125-126.

Левенец В.В., Омельник А.П., Щур А.А., Белоус В.А., Носов Г.И. Применение реакции 27Al(p, g)28Si для исследования градиентных материалов на основе циркония//Физика и xимия обработки материалов. – 2007. – № 2. – С. 12-16.