KINETICS OF HIGH-TEMPERATURE NITRIDIZATION OF Zr-U-BASED ALLOYS

Issue number 3 from 01.03.2023

Установлены кинетические закономерности образования нитридов и представлена последовательность структурных превращений, характеризующих высокотемпературную (при 1900 °C) нитридизацию сплавов Zr-U, содержащих 2 и 5 мас.% U, в интервале от 3,5 до 60 мин. В ходе высокотемпературного насыщения азотом для каждого состава происходит распад твердого раствора (Zr,U) с образованием композитных структур ZrN-(ZrN1- n /U х Э у /U)-ZrN (где Э - О, N; n , x , y - стехиометрические коэффициенты). При распаде твердого раствора образуется нитрид циркония и выделяется фаза металлического урана, аккумулирующего в центральной части образца содержащиеся в исходном твердом растворе примеси. Кинетические кривые для температуры 1900 °C аппроксимируются экспоненциальным законом и соответствуют нитридизации циркония. Скорость нитридизации твердого раствора (Zr,U) возрастает с увеличением содержания урана. Для завершения процесса образования компактного нитрида твердого раствора (Zr,U)N стехиометрического состава необходимо повышать температуру и увеличивать длительность реакции.

42 0

THE EFFECT OF ROTARY SWAGING ON THE STRUCTURE, MECHANICAL AND CORROSION PROPERTIES OF THE Mg-1.1%Zn-1.7%Dy ALLOY

Issue number 3 from 01.03.2023

Изучено влияние ротационной ковки (РК) со степенью деформации e = 1,28 и 2,31 на микроструктуру, коррозионную стойкость и механические свойства потенциального медицинского сплава Mg-1,1%Zn-1,7%Dy. Показано, что РК при e = 1,28 приводит к измельчению зерна исследуемого сплава практически в 10 раз (с 300-400 до 30-40 мкм). Повышение степени деформации до e = 2,31 приводит к формированию неоднородной микроструктуры с областями, содержащими зерна как размером 30-40 мкм, так и 5-10 мкм. Измельчение зерна после РК приводит к повышению стойкости к электрохимической коррозии (потенциал коррозии увеличивается от -1550±9 мВ в закаленном состоянии до -1442±23 и -1454±35 мВ после РК соответственно при e = 1,28 и 2,31), но не вызывает изменения плотности тока коррозии. При этом скорость деградации сплава растет с увеличением степени деформации вплоть до 3,46±1,06 мм/год. Измельчение структуры после РК при e = 1,28 приводит к существенному росту прочности исследуемого сплава относительно закаленного состоянии (предел прочности растет с 70±13 до 273±7 МПа) при снижении пластичности с 23,1±5,1 до 14,0±2,9%. Повышение степени деформации до e = 2,31 не приводит к росту прочности сплава (sв = 267±4 МПа), но вызывает увеличение пластичности (d = 21,1±1,6%), по-видимому, в результате текстурных изменений, происходящих в сплаве.

42 0

EFFECT OF EQUAL CHANNEL ANGULAR PRESSING AND SUBSEQUENT AGING ON THE STRUCTURE AND MECHANICAL PROPERTIES OF Al-Mg2Si ALLOYS WITH TRANSITION METAL ADDITIVES

Issue number 4 from 01.04.2023

Исследовано влияние равноканального углового прессования (РКУП) при температуре 150 °C и последующего старения на структуру и прочностные характеристики сплавов Al-Mg₂Si, легированных скандием и совместными добавками (Sc + Zr) и (Sc + Hf). По кривым изменения твердости и удельного электросопротивления выявлен одинаковый характер распада пересыщенного твердого раствора сплавов с добавками (Sc + Zr) и (Sc + Hf), а также получены оптимальные режимы старения этих сплавов. Микроструктура сплавов и выделение вторичных фаз тщательно изучены с использованием сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии (соответственно СЭМ и ПЭМ). В сплавах после РКУП и старения выявлено увеличение как прочности, так и пластичности за счет компенсации процессов старения процессами возврата, связанными с перестройкой дислокационной структуры.

49 0

NITRIDIZATsIYa METALLIChESKOY PARY Ti-Zr I OTsENKA termoEDS SINTEZIROVANNOGO KERAMIChESKOGO OBRAZTsA

Issue number 6 from 01.06.2024

Контролируемой нитридизацией металлических пар Ti-Zr синтезированы керамические нитридные образцы заданных состава и формы. Установлены кинетические и вольт-амперные зависимости взаимодействия пар Ti-Zr с азотом. Взаимодействия индивидуальных металлов и области спая с азотом протекают по разным механизмам. Для чистых металлов формирование керамики, близкой к стехиометрическому составу, происходит через образование трех- и двухслойных градиентных структур. Нитридизация области спая, содержащего твердый раствор Ti-Zr, характеризуется параллельно протекающими процессами и определяется химическим сродством каждого металла к азоту. Скорость реакции циркония с азотом возрастает с уменьшением количества титана в твердом растворе. Образование нитрида титана приводит к распаду твердого раствора Ti-Zr, сопровождающемуся сепарацией металлического циркония на границах зерен в виде отдельной фазы с одновременным взаимным растворением образующихся твердых растворов азота в титане и цирконии, взаимным растворением нитридов и диффузией атомов азотированных металлов в противоположные «ветки» пары. Проведена оценка величины термоЭДС системы Ti-Zr разной степени азотирования в интервале температур от –195,7 до +550 °C. Установлены зависимости термоЭДС для градиентных и керамических структур. Нитридизованные пары Ti-Zr, содержащие разное количество азота, можно использовать в качестве керамических термоэлектрических преобразователей.

39 0