ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ТЕКСТУРЫ РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИИ И ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ В ПРОКАТАННЫХ СПЛАВАХ НА ОСНОВЕ ЦИРКОНИЯ Текст научной статьи по специальности «Физика»

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ТЕКСТУРЫ РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИИ И ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ В ПРОКАТАННЫХ

СПЛАВАХ НА ОСНОВЕ ЦИРКОНИЯ

Исаенкова М.Г., Крымская О.А., Фесенко В.А., Петров М.И.

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», г. Москва,

Российская Федерация [email protected]

Основным конструкционным материалом активной зоны ядерных реакторов на тепловых нейтронах (ВВЭР) являются циркониевые сплавы, обладающие оптимальным сочетанием физико-механических свойств (минимальное сечение захвата нейтронов, высокие коррозионные и механические свойства при температуре эксплуатации). Развитие атомной энергетики происходит в направлении повышения выгорания топлива, т.е. увеличения длительности эксплуатации, наряду с ужесточением требований по обеспечению безаварийной работы ядерных энергетических установок. В этой связи актуальным остается прогнозирование физико-механических свойств отечественных сплавов на основе циркония, в которых основной фазой является анизотропная гексагональная плотноупакованная кристаллическая структура. Изменение состава отечественных сплавов при одновременной оптимизации разных этапов технологических режимов получения изделий обусловливает необходимость развития модельных представлений об эволюции кристаллографической текстуры, определяющей анизотропию физико-механических свойств и являющейся индикатором переориентации зерен в зависимости от их субструктуры и исходной ориентации.

В данной работе представлены результаты анализа изменения структуры труб и листов из сплавов Э110опт и Э635 в результате их термообработки в широком температурном интервале 480-640 °С [1], а также в процессе цикла нагрев/охлаждение в температурном интервале 20-1200 °С, имитирующего аварийную ситуацию с потерей теплоносителя. Для анализа кристаллографической текстуры использованы следующие дифракционные методы исследования: традиционный рентгеновский метод наклона «на отражение», дифракция обратно-рассеянных электронов (анализ Кикучи-линий), анализ дебаевских колец [2], полученных с использованием синхротронного или нейтронного излучений. Сопоставлены результаты текстурного анализа разных объемов материала [3]. По данным рентгеновской дифракции излучений разной мощности и электронной микроскопии выявлены ориентационные закономерности полигонизации, рекристаллизации и фазовых превращений. Установлено, что термически стимулированные механизмы определяются типом кристаллографической текстуры а-фазы циркониевых сплавов, субструктурным состоянием прокатанных зерен, фазовым составом, а также режимом отжига (скоростью нагрева, температурой и длительностью отжига). Показано, что ориентация базисных нормалей определяет анизотропию физико-механических свойств, а от ориентации призматических нормалей зависит характер кривых линейного термического расширения малолегированных циркониевых сплавов в температурном интервале 20-1200 °С [4].

Список литературы:

[1] Клюкова К.Е. и др. Цветные металлы, 2022, 10, 19-26.

[2] Isaenkova M.G., et al. Non-ferrous Metals. 2023. No. 1. 41-48.

[3] Isaenkova M.G., et al. Letters on Materials, 2023, 13(4), 341-346

[4] Isaenkova M., et al. Metals, 2023, 13(10), 1784.