Изучение механизмов радиационно-индуцированного охрупчивания и деформационного распухания приповерхностных слоев NbTi, NbTiV, NbTiVZr сплавов, применимых в качестве конструкционных материалов для нефтегазовой и ядерной отраслей

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Определение механизмов деформационного искажения и процессов разупрочнения приповерхностных слоев в сплавах, включая высокоэнтропийные сплавы, является одной из приоритетных задач в современном материаловедении. Интерес к подобным исследованиям, требующим комплексного подхода в определении взаимосвязи между накопленными структурными искажениями и процессами разупрочнения, обусловлен большим потенциалом применения данных сплавов в нефтегазовой и ядерной энергетике нового поколения. С целью оценки устойчивости сплавов на основе соединений NbTi, NbTiV, NbTiVZr к процессам накопления радиационных повреждений эксперименты по облучению были выполнены на ускорителе ДЦ-60 с учетом возможностей моделирования радиационных повреждений как в случае единичных (изолированных) областей повреждения, так и при их перекрытии. Полученные результаты зависимостей изменения структурных параметров исследуемых сплавов в зависимости от количества компонент для облученных образцов являются прямым подтверждением влияния различий атомных радиусов на устойчивость к деформационному растяжению при накоплении радиационных повреждений. Было установлено, что для NbTiVZr сплава наблюдаются наименьшие структурные изменения, вызванные облучением, что свидетельствует о высоких показателях устойчивости к деформационному искажению и снижению прочностных свойств и устойчивости к износу. Определено, что основным механизмом, влияющим на потерю стойкости к износу при трибологических испытаний на трение, является деформационное искажение поврежденного слоя, величина которого определяет деградацию приповерхностного слоя сплавов.

Об авторах

К. К. Кадыржанов

Евразийский национальный университет им. Л. Н. Гумилева

А. Л. Козловский

Евразийский национальный университет им. Л. Н. Гумилева; Атырауский университет им. Х. Досмухамедова

Email: Kozlovskiy.a@inp.kz

Д. И. Шлимас

Евразийский национальный университет им. Л. Н. Гумилева

Г. Ж. Молдабаева

Казахский национальный исследовательский технический университет имени К. И. Сатпаева

Список литературы

  1. Microstructures, mechanical properties, and irradiation tolerance of the Ti–Zr–Nb–V–Mo refractory high-entropy alloys / H. Zhang, Z. Zhu, H. Huang. – Text : electronic // Intermetallics. – 2023. – Vol. 157. – URL: https://doi.org/10.1016/j.intermet.2023.107873.
  2. From high-entropy alloys to high-entropy ceramics : The radiation-resistant highly concentrated refractory carbide (CrNbTaTiW)C / M. A. Tunes, S. Fritze, B. Osinger. – Text : electronic // Acta Materialia. – 2023. – Vol. 250. – URL: https://doi.org/10.1016/j.actamat.2023.118856.
  3. Irradiation-Hardening Model of TiZrHfNbMo0.1 Refractory High-Entropy Alloys / Y. Fan, X. Wang, Y. Li. – Text : electronic // Entropy. – 2024. – Vol. 26, Issue 4. – URL: https://doi.org/10.3390/e26040340.
  4. Enhanced plasticity in a Zr-rich refractory high-entropy alloy via electron irradiation / J. Hao, Y. Zhang, Q. Wang. – Text : electronic // Journal of Nuclear Materials. – 2024. – Vol. 590. – URL: https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2023.154876.
  5. Interactions between edge dislocation and irradiation dislocation loop in BCC refractory high entropy alloys and the lattice distortion effect on irradiation hardening behavior / J. Li, Y. Zhu, L. Zhao. – Text : electronic // Journal of Alloys and Compounds. – 2024. – Vol. 1002. – URL: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2024.175286.
  6. A comparative study of irradiation response in amorphous TaTiWVCr refractory high entropy alloy with the counterpart of tungsten films / G. Pu, S. Sun, S. Wang. – Text : electronic // Intermetallics. – 2023. – Vol. 156. – URL: https://doi.org/10.1016/j.intermet.2023.107850.
  7. Review on preparation technology and properties of refractory high entropy alloys / X. Ren, Y. Li, Y. Qi, B. Wang. – Text : electronic // Materials. – 2022. – Vol. 15, Issue 8. – URL: https://doi.org/10.3390/ma15082931.
  8. A quinary WTaCrVHf nanocrystalline refractory high-entropy alloy withholding extreme irradiation environments / O. El Atwani, H. T. Vo, M. A. Tunes. – Text : electronic // Nature Communications. – 2023. – Vol. 14, Issue 1. – URL: https://doi.org/10.1038/s41467-023-38000-y.
  9. On the room-temperature mechanical properties of an ion-irradiated TiZrNbHfTa refractory high entropy alloy / M. Moschetti, A. Xu, B. Schuh. – doi: 10.1007/s11837-019-03861-6. – Direct text // Jom. – 2020. – Vol. 72. – P. 130–138.
  10. Irradiation-induced swelling and hardening in HfNbTaTiZr refractory high-entropy alloy / S. Chang, K. K. Tseng, T. Y. Yang. – Text : electronic // Materials letters. – 2020. – Vol. 272. – URL: https://doi.org/10.1016/j.matlet.2020.127832.
  11. Ion irradiation response and mechanical behavior of reduced activity high entropy alloy / M. Sadeghilaridjani, A. Ayyagari, S. Muskeri. – Text : electronic // Journal of Nuclear Materials. – 2020. – Vol. 529. – URL: https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2019.151955.
  12. Irradiation resistance in Al x CoCrFeNi high entropy alloys / S. Q. Xia, X. Yang, T. F. Yang. – Text : electronic // Jom. – 2015. – Vol. 67. – URL: https://doi.org/10.1007/s11837-015-1568-4.
  13. In-situ study of heavy ion irradiation induced lattice defects and phase instability in β-Zr of a Zr–Nb alloy / H. Yu, Q. Dong, Z. Yao. – doi: 10.1016/j.jnucmat.2019.05.028. – Direct text // Journal of Nuclear Materials. – 2019. – Vol. 522. – P. 192–199.
  14. Effects of Structural Radiation Disorder in the Near-Surface Layer of Alloys Based on NbTiVZr Compounds Depending on the Variation of Alloy Components / S. G. Giniyatova, K. K. Kadyrzhanov, D. I. Shlimas. – Text : electronic // Crystals. – 2023. – Vol. 13, Issue 11. – URL: https://doi.org/10.3390/cryst13111543.
  15. Zhang, Z. The effects of irradiation on CrMnFeCoNi high-entropy alloy and its derivatives / Z. Zhang, D. E. J. Armstrong, P. S. Grant. – Text : electronic // Progress in Materials Science. – 2022. – Vol. 123. – URL: https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2021.100807.
  16. Phase stability and microstructures of high entropy alloys ion irradiated to high doses / S. Xia, M. C. Gao, T. Yang. – doi: 10.1016/j.jnucmat.2016.08.017. – Direct text // Journal of Nuclear Materials. – 2016. – Vol. 480. – P. 100–108.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».