Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследование структуры и фазового состава «переходной» зоны трехслойного материала «сталь 20X13/сплав V-4Ti-4Cr/сталь 20X13»

Фамилия
Баранова
Имя
Александра
Отчество
Павловна
Номинация
Материаловедение
Институт
Новых материалов и нанотехнологий (ИНМиН)
Кафедра
Металловедения и физики прочности
Академическая группа
ММТМ-16-2-2
Научный руководитель
к.т.н., инж. Нечайкина Т.А.
Название тезиса
Исследование структуры и фазового состава «переходной» зоны трехслойного материала «сталь 20X13/сплав V-4Ti-4Cr/сталь 20X13»
Тезис

Для долгосрочного топливообеспечения необходимо ввести в эксплуатацию реакторы на быстрых нейтронах (БН) нового поколения, ориентированные на замкнутый ядерный топливный цикл (ЗЯТЦ).

В настоящее время не существует конструкционных материалов (КМ) для элементов активной зоны (в частности тепловыделяющих элементов (ТВЭЛов)) реакторов нового поколения, которые удовлетворяют требованиям радиационной стойкости (до 200 сна), жаропрочности (до 800 ºС) и коррозионной стойкости в среде жидкометаллического теплоносителя (литий, натрий).

Перспективным КМ являются сплавы ванадия системы V-(5-10)%Ti-(4-6)%Cr благодаря высокой жаропрочности и радиационной стойкости, однако при температурах выше 400 ºC материал охрупчивается при взаимодействии с кислородом и азотом. Предлагается защищать ванадиевые сплавы с поверхности коррозионностойкими материалами, например, сталями типа Х13-Х17, путем создания трехслойного материала совместной пластической деформацией.

Методом совместного горячего прессования получены образцы трехслойной трубы «сталь 20X13/сплав V-4Ti-4Cr/сталь 20X13». Целью данной работы являлось исследование зоны соединения компонентов трехслойной трубы после совместного прессования при 1100 ºС и последующих отжигов при 800-1000 ºС. Проведены металлографический анализ с помощью оптической и сканирующей электронной микроскопии при увеличениях х200-5000, исследования изменения химического и фазового состава методом микрорентгеноспектрального анализа.

Микроструктурный и микрорентгеноспектральный анализы подтвердили взаимную диффузию химических элементов ванадиевого сплава и стали вблизи границы между слоями. Показано, что за счет совместной горячей деформации и последующего отжига в трехслойном материале формируется «переходный» слой, который представляет твердый раствор компонентов с монотонно изменяющимся химическим составом. Формирование «переходного» слоя обеспечит получение прочного соединения между разнородными металлами (материал/покрытие).