Исследование наноструктуры опытного титанового сплава композиции Ti–5Al–4V–2Zr

Вопросы материаловедения, 2016, № 3(87), с. 32–49. Исследованы микроструктура и химический состав фаз и включений в образцах из титановых сплавов Ti–5Al–4V–2Zr в исходном состоянии, после облучения ионами титана до дозы радиационного повреждения ~ 1 сна при температуре 260°C и термического старения при 450°C в течение 1000 ч. Микроструктурные исследования выполнены методами просвечивающей электронной микроскопии и атомно-зондовой томографии. Анализ фаз выполнен с помощью энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии. Представлены результаты элементного анализа зерен матричной фазы и включений β-фазы. Методами атомно-зондовой томографии проанализировано пространственное распределение химических элементов в α- и β-фазах. В облученном материале обнаружено образование наноразмерных сегрегаций ванадия в переходной зоне α- фазы.

титановый сплав, фазовый состав, химический состав, доза облучения, радиационное повреждение, наноразмерные сегрегации

1. Raghunathan L., Stapleton A. M., Dashwood R. J., Jacks on M., Dye D. // Micromechanics of Ti–10V–2Fe–3Al: In situ synchrotron characterisation and modeling // Acta Materialia. – 2007. – V. 55, Is. 20. – P. 6861–6872.

2. Gurrappa. Characterization of titanium alloy Ti–6Al–4V for chemical, marine and industrial applications // Materials Characterization. – 2003. – V. 51. – P. 131–139.

3. Davis J. W., Ulricks on M. A., Causey R. A. Use of titanium in fusion components // Journal of Nuclear Materials. – 1994. – V. 212–215. – P. 813–817.

4. Rodchenkov B. S., Evseev M. V., Strebkov Yu. S., Sinelnikov L. P., Shushleb in V. V. Properties of unirradiated and irradiated Ti–6Al–4V alloy for ITER flexible connectors // Journal of Nuclear Materials. – 2011. – V. 417. – P. 928–931.

5. Morrissey D. J. Status of the FRIB project with a new fragment separator // J. Phys.: Conf. Ser. – 2011. – V. 267, N 1 (012001).

6. Паршин А. М., Муратов О. Э. О применении титановых сплавов для корпусов водо- водяных реакторов // Вопросы атомной науки и техники. Сер. Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение. – 2005. – № 3 (86). – P. 179–181.

7. Орыщенко А. С., Леонов В. П., Счастливая И. А. Малоактивируемые радиационно- стойкие титановые сплавы для корпусов атомных реакторов малой мощности // Титан. – 2015. – 2(48). – P. 25–30.

8. Орыщенко А. С., Горынин И. В., Леонов В. П., Счастливая И. А. Титановые сплавы для корпусов атомных реакторов малой и средней мощности // Вопросы материаловедения. – 2014. – № 2(78). – С. 199–210.

9. Rodchenkov B. S., Kozlov A. V., Kuznetsov Yu. G., Kalinin G. M., Strebkov Yu. S. Irradiation behavior of Ti–4Al–2V (PT-3B) alloy for ITER blanket modules flexible attachment // Journal of Nuclear Materials. – 2007. – N 367–370. – P. 1312–1315.

10. Tähtinen S., Moilanen P., Singh B. N., Edwards D. J. Tensile and fracture toughness properties of unirradiated and neutron irradiated titanium alloys // Journal of Nuclear Materials. – 2002. – N 307– 311. – P. 416–420.

11. Tähtinen S., Moilanen P., Singh B. N. Effect of displacement dose and irradiation temperature on tensile and fracture toughness properties of titanium alloys // Journal of Nuclear Materials. – 2007. – N 367–370. – P. 627–632.

12. Wilkes P., Kulcinski G. L. Heavy ion irradiation of a Ti–6Al–4V alloy // Journal of Nuclear Materials. – 1978. – V. 78. – P. 427–430.

13. Amroussia A., Avilov M., Boehlert C. J., Durantel F., Grygiel C., Mittig W., Monnet I., Pellemoine F. Swift heavy ion irradiation damage in Ti–6Al–4V and Ti–6Al–4V–1B: Study of the microstructure and mechanical properties // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. – 2015. – V. B365. – P. 515–521.

14. Dayal P., Bhattacharyya D., Mook W. M., Fu E. G., Wang Y.-Q., Carr D. G., Anderoglu O., Mara N. A., Misra A., Harrison R. P., Edwards L. Effect of double ion implantation and irradiation by Arand Heionson nanoindentation hardness of metallic alloys // Journal of Nuclear Materials. – 2013. – V. 438. – P. 108–115.

15. Исследование влияния тяжелоионного облучения на наноструктуру перспективных материалов ядерных энергетических установок / С. В. Рогожкин, А. А. Алеев, А. Г. Залужный и др. // Физика металлов и металловедение. – 2012. – Т. 113, № 2. – C. 212–224.

16. Kulevoy T ., Kuibeda R ., Kropachev G ., Kozlov A ., Chalyh B ., Aleev A ., Fertman A ., Nikitin A ., Rogozhkin S . ITEP MEVVA ion beam for reactor material investigation // Rev. Sci. Instrum. – 2010. – N 81 (2). (02B906).

17. Stoller R. E., Toloczko M. B., Wasc G. S., Certain A. G., Dwaraknath S., Garner F. A. On the use of SRIM for computing radiation damage exposure // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. – 2013. – V. B310. – P. 75–80.

18. Miller M. K. Atom Probe Tomography: Analysis at the Atomic Level. – New York: Kluwer Academic, 2000.

19. Корнилов И. И. Титан. – М.: Наука, 1975. – С. 64–65.