Рентгенографическое исследование структурного состояния высоконикелевого сплава FE-15CR-35NI-11W, облученного ионно-плазменными потоками

25.12.2016 2016 - №04 Материалы и ядерная энергетика

В.Г. Малынкин Е.В. Платонова

https://doi.org/10.26583/npe.2016.4.06

Под воздействием ионно-плазменной обработки радиационно-индуцированные структурно-фазовые превращения в высоколегированном жаропрочном сплаве Fe-15Cr-35Ni-11W отличаются от превращений в широко используемых в атомной энергетике сталях типа 0Х18Н10Т и 0Х16Н15М3Б. Эти отличия были установлены с помощью рентгенографического анализа, который показал, что дополнительные рефлексы на рентгенограммах облученных образцов сплава Fe-15Cr-35Ni-11W появляются со стороны больших углов относительно рефлексов исходного твердого раствора. Детальные рентгенографические исследования, проведенные авторами, показали, что на рентгенограммах железохромовых сплавов типа 0Х18(10-30)Н, легированных Ti, Mo, Nb, Al в количестве 1 – 3% и облученных ионно-плазменными потоками, дополнительные пики появлялись со стороны меньших углов.

В обоих случаях образовавшаяся фаза является изоморфной матричной и термически метастабильной, при этом в отличие от стали 0Х18Н10Т сплав Fe-15Cr-35Ni-11W претерпевает разупрочнение. Методом рентгенографического анализа определены концентрации дефектов упаковки в сплаве Fe-15Cr-35Ni-11W и стали 0Х18Н10Т в деформированном состоянии. Установлено, что концентрация дефектов упаковки в таком состоянии в стали 0Х18Н10Т в четыре раза выше, что свидетельствует о более низкой энергии дефекта упаковки в этой стали. Сделан вывод о том, что наблюдаемые эффекты связаны с механизмом радиационно-индуцированной пластической деформации. Структурно-фазовые изменения в сплаве Fe-15Cr-35Ni-11W связаны с деформацией двойникованием в отличие от стали 0Х18Н10Т, в которой наблюдаемые превращения обусловлены деформацией скольжением.

Ссылки

1. Гусева М.И. Ионная имплантация в металлах // Поверхность. Физика, химия, механика. – 1982. – № 4. – С. 27-30.
2. Быков В.Н, Малынкин В.Г., Хмелевская В.С. Эффект дальнодействия при ионном облучении // ВАНТ. Сер. Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение. – 1989. – № 3. – С. 45-52.
3. Мартыненко Ю.В. Эффекты дальнодействия при ионной имплантации. // Итоги науки и техники. Сер. Пучки заряженных частиц и твердое тело. – 1993. – Т. 7. – С. 82-112.
4. Кузнецов Г.В. Влияние ионной бомбардировки на структурные и фазовые превращения при химико-термической обработке в тлеющем разряде // МиТОМ. – 1987. – № 11. – С. 21-27.
5. Хмелевская В.С., Соловьев С.П., Малынкин В.Г. Новое структурное состояние в металлических системах, индуцированное облучением. // Итоги науки и техники. Сер. Пучки заряженных частиц и твердое тело. – 1990. – Т. 2. – С. 151-193.
6. Тетельбаум Д.И., Пантелеев В.А., Азов А.Ю., Гуткин М.В. О едином подходе к интерпретации эффекта дальнодействия при облучении твердых тел заряженными частицами и фотонами светового диапазона. // Поверхность. Сер. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. – 2000. – № 5. – С. 87-89.
7. Khmelevskaya V.S., Malynkin V.G., Solovyev S.P. Radiation-induced decomposition of unsaturated face centered cubic solid solution. // Phase Transitions. – 1991. – Vol. 29. – PP. 157-166.
8. Khmelevskaya V.S., Solovyev S.P., Malynkin V.G. Nonequilibrium structures in irradiated metallic alloys // J. Nucl. Mater. – 1993. – Vol. 199. – PP. 214-220.
9. Khmelevskaya V.S., Malynkin V.G. The Morphology Changes Caused by the Non-Equilibrium Transition in Irradiated Metallic Solid Solutions // Phys. stat. sol. (a) – 1996. –V. 156. – PP. 251-256.
10. Хмелевская В.С., Малынкин В.Г., Соловьев С.П., Ислам Н., Базалеева К.О. Эффект дальнодействия в условиях радиационно-индуцированного кинетического фазового перехода // Письма в ЖТФ. – 1996. – Т. 22. – Вып. 5. – С. 9-13.
11. Khmelevskaya V.S., Malynkin V.G., Solovyev S.P . Structural transition under high dose ion irradiation // J. Nucl. Mater. – 1996. – Vol. 233-237. – PP. 240-243.
12. Khmelevskaya V.S., Malynkin V.G. Anomalous states in metallic alloys induced by irradiation // Phase Trasactions. – 1997. – Vol. 60. – PP. 59-65.
13. Хмелевская В.С., Малынкин В.Г., Кудря Е.В. Особенности радиационно-индуцирванного расслоения в твердых растворах с ГЦК-структурой // ВАНТ. Сер. Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение. – 1989. – Т. 50. – Вып. 3. – С. 58-61.
14. Хмелевская В.С., Малынкин В.Г. Модифицирование поверхности металлических материалов методом формирования неравновесных состояний, индуцированных радиационным облучением. // Проблемы машиностроения и надежности машин. –1994. – № 3. – С. 42 - 46. 15 .Малынкин В.Г., Хмелевская В.С., Соловьев С.П. Структурное состояние облученных твердых растворов на железохромоникелевой и железохромистой основах. / Сб. докл. IV Межотраслевой конференции по реакторному материаловедению (Димитровград, 15-19 мая 1995). – Т. 3. – С. 289-302.
15. Хмелевская В.С., Соловьев С.П., Грабова Р.Б., Малынкин В.Г. Особенности радиационно-индуцированных превращений в хромистых сталях // ФММ. –1990. –№ 3. –С. 156-160.
16. Хмелевская В.С., Грабова Р.Б., Малынкин В.Г., Соловьев С.П. Аномальные изменения структуры и свойств хромистых сталей, облученных ионами. // Поверхность. Физика, химия, механика. – 1990. –№ 8. – С. 126-132.
17. Хмелевская В.С., Малынкин В.Г., Каширин С.И., Кудря Е.В. Морфология твердых растворов в области неравновесного фазового перехода, индуцированного облучением. // Поверхность. Физика, химия, механика. – 1991. – № 2. – С. 55-57.
18. Малынкин В.Г., Хмелевская В.С., Белоголовцев Г.И. Структурно-фазовые превращения в аустенитных и ферритно-мартенситных сталях при ионно-плазменном воздействии.// Известия вузов. Ядерная энергетика. – 1997. – № 3. – С. 74-79.
19. Кунченко Ю.В., Кунченко В.В., Картамазов Г.Н. О глубине зоны модификации (упрочнения) материалов облучением при Т ≤ 100°C низкоэнергетической плазмой тлеющего разряда. // ФП ФИП, PSE. – 2009. – Т. 7. – № 1-2. – C. 46-53.
20. Глушко В.И., БобковВ.В., Рябчиков Д.Л., Цуканов В.В., Середа Н.Д. Зарождение и рост новобразований на поверхности металлов в тлеющем разряде аргона. // Известия академии наук. Сер. Физическая. – 1994. – Т. 58. – № 3. – С. 148-142.
21. Хмелевская В.С., Малынкин В.Г., Канунников М.Ю. Превращения в электронной подсистеме металлических твердых растворов в области радиационно-индуцированного перехода. // Письма в ЖТФ. – 1988. – Т. 24. – № 23. – С. 1-7.
22. Хмелевская В.С., Малынкин В.Г. Диссипативные структуры в металлических материалах после облучения и других видах сильного воздействия. // Материаловедение. – 1988. – № 2. – С. 25-32.
23. Lindhard J., Scharff M., Shiott H.F. Range concepts and heavy ion-range. // Mat. Fys. Dan. Vid. Selsk. – 1963. – Vol. 33. – No. 14. – PP. 1-42.
24. Степанов В.А., Хмелевская В.С. Радиационно-индуцированная пластическая деформация и «эффект дальнодействия». // Журнал технической физики. – 2011. – Т. 81. – № 9. – С. 52-56.
25. Штремель М.А. Прочность сплавов. Ч.II. Деформация. Учебник для вузов. – М.: МИСиС, 1997. – 527 с.
26. Вышняков Я.Д. Дефекты упаковки в кристаллической структуре. – М.: Металлургия, 1970. – 216 с.
27. Хмелевская В.С., Малынкин В.Г., Быков В.Н., Желтов Ю.В., Иванов А.Н. Влияние энергии дефектов упаковки на процессы, происходящие в материалах при облучении. // ВАНТ. Сер. Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение. – 1988. – Т. 43. – Вып. 1. – С. 25-36.

ионно-плазменная обработка аустенитные нержавеющие стали рентгеновская дифракция дефекты упаковки деформация скольжением деформация двойникованием

Ссылка для цитирования статьи: Малынкин В.Г., Платонова Е.В. Рентгенографическое исследование структурного состояния высоконикелевого сплава FE-15CR-35NI-11W, облученного ионно-плазменными потоками. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2016. – № 4. – С. 55-66. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2016.4.06 .