Влияние легирования и термической обработки на упрочнение сплавов на основе Zr—Nb

Abstract

Исследовали влияние легирования циркония ниобием, хромом, железом и оловом на структуру, фазовый состав и прочность сплавов. Установлено, что комплексное легирование циркония ниобием, хромом и железом является наиболее эффективным для упрочнения. Показано, что в литом сплаве Zr—1Nb—0,5Cr—0,5Fe, полученном аргонно-дуговой плавкой, наблюдается выделение частиц интерметаллида и частиц твердого раствора на основе ниобия. При увеличении количества вводимого ниобия до 2,5% (мас.) в литом сплаве обнаруживаются только частицы интерметаллида. Закалка из β-области сплава Zr—2,5Nb—0,5Cr—0,5Fe приводит к измельчению зерен α-Zr и частиц интерметаллида. Изучена возможность управления упрочнением α-фазы в результате образования твердого раствора, выделения частиц разного типа и изменения размера зерен с помощью термической обработки и легирования.

Досліджували вплив легування цирконію ніобієм, хромом, залізом і оловом на структуру, фазовий склад і міцність сплавів. Встановлено, що комплексне легування цирконію ніобієм, хромом і залізом є найбільш ефективним для зміцнення. Показано, що в литому сплаві Zr—1Nb—0, 5Cr—0,5Fe, отриманому аргоно-дуговою плавкою, спостерігається виділення частинок інтерметаліду і частинок твердого розчину на основі ніобію. При збільшенні кількості введеного ніобію до 2,5% (мас.) в литому сплаві виявляються тільки частинки інтерметаліду. Загартування з β-області сплаву Zr—2,5Nb—0,5Cr—0,5Fe приводить до подрібнення зерен α-Zr і частинок інтерметаліду. Вивчено можливість управління зміцненням α-фази в результаті утворення твердого розчину, виділення частинок різного типу і зміни розміру зерен за допомогою термічної обробки і легування.

It is studied the effect of alloying zirconium by niobium, chromium, iron, and tin on the structure, phase composition and strength. It is established that the complex alloying zirconium by niobium, chromium and iron is most effective for hardening. It is shown that in the cast alloy Zr—1Nb—0,5Cr—0,5Fe, received with TIG melting, there is a separation intermetallic particles and particle of solid solution based on niobium. When the number of input niobium increases to 2,5% (wt.), only intermetallic particles were found in as-cast alloy. Hardening from temperatures of the β-field leads to a refinement of α-Zr grains and intermetallic particles of the Zr—2,5Nb—0,5Cr—0,5Fe alloy. The possibility of α-phase strengthening as a result of the solid solution formation, separation of different types particles and change of grain size by heat treatment and alloying were studed.