Journals →  Цветные металлы →  2011 →  #10 →  Back

Металлообработка
ArticleName Изменение структуры, фазового состава и свойств сплавов на основе алюминия при электронном и нейтронном облучении
ArticleAuthor Платов Ю. М., Иванов Л. И., Заболотный В. Т., Лазоренко В. М., Товтин В. И.
ArticleAuthorData Ю. М. Платов, гл. науч. сотр.; Л. И. Иванов, гл. науч. сотр.; В. Т. Заболотный, зам. дир. института, гл. науч. сотр.; В. М. Лазоренко, ст. науч. сотр.; В. И. Товтин, ст. науч. сотр., e-mail: tovtinv@list.ru, Учреждение Российской академии наук, Институт металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова (ИМЕТ РАН).
Abstract

На основе экспериментальных и теоретических исследований изучены механизмы образования дислокационных междоузельных петель в Al и его сплавах с Mg, Zn и Sc. Впервые получено аналитическое выражение для кинетики накопления междоузельных атомов в петлях. В рамках классической теории и кинетической модели проведены численные оценки параметров зарождения и роста дислокационных междоузельных петель в облученном электронами Al. Показано, в частности, что критическим зародышем дислокационной петли являются комплексы из двух междоузельных атомов в гантельной конфигурации. Получена формула для кинетики радиационного упрочнения, обусловленного образованием дислокационных междоузельных петель при облучении, по которой рассчитаны кинетические зависимости изменения предела текучести поликристаллов в Al и его сплавах с Mg, Zn и Sc. Приведены зависимости радиационного упрочнения от концентрации этих элементов. При электронном и нейтронном облучении проведены исследования фазовых превращений в твердых растворах сплавов на основе Al, механизмы которых обусловлены как атомными смещениями, так и трансмутационными ядерными превращениями. В качестве перспективных радиационно-стойких сплавов на основе Al предложены сплавы системы Al—Mg—Sc, которые практически сохраняют свои исходные механические свойства в интервале температур испытания (20–300 оС) после облучения флюенсом нейтронов 2,5·1020 см–2 и температуре облучения ~150 оС.

keywords Зарождение и рост, дислокационные междоузельные петли, сплавы алюминия, облучение, радиационное упрочнение, классическая теория, кинетическая модель, фазовые превращения, радиационно-стойкие сплавы.
References

1. Иванов Л. И. , Платов Ю. М. Радиационная физика металлов и ее приложения. — М. : Интерконтакт Наука, 2002. — 300 с.

2. Лазоренко В. М., Платов Ю. М., Симаков С. В. Зарождение и рост дислокационных петель междоузельного типа в разбавленных сплавах на основе алюминия // Физика металлов и металловедение. 1984. Т. 58, вып. 5. С. 943–949.
3. Platov Yu. M., Lazorenko V. M., Simakov S. V., Tovtin V. I., Ivanov V. V. Instability of solid solutions under irradiation // Mater. Sci. Forum. 1992. Vol. 97–99. P. 253–272.
4. Платов Ю. М., Лазоренко В. М., Товтин В. И. Влияние легирующих элементов Sc и Mg на структуру и свойства сплавов на основе алюминия при облучении // Тр. XVII международного совещания «Радиационная физика твердого тела». 2007. С. 361–375.
5. Платов Ю. М., Колотов В. П., Лазоренко В. М., Товтин В. И., Хасанов Ф. А. Зарождение и рост дислокационных междоузельных петель в облученном алюминии // Физика и химия обработки материалов. 2010. № 3. С. 15–18.
6. Платов Ю. М., Лазоренко В. М., Товтин В. И., Хасанов Ф. А. Параметры гомогенного зарождения междоузельных дислокационных петель в электролитическом ванадии, облученном электронами с энергией 1 МэВ // Физика и химия обработки материалов. 2008. № 4. С. 18–25.
7. Russell K. C. Nucleation in Solids. The induction and steady state effects // Advances in Colloid and Interface Science. 1980. Vol. 13, N 3/4. P. 205–318.
8. Платов Ю. М., Лазоренко В. М., Товтин В. И., Хасанов Ф. А. Кинетика низкотемпературного радиационного упрочнения металлических материалов при облучении // Перспективные материалы. 2010. № 6. С. 30–40.
9. Заболотный В. Т., Иванов Л. И., Платов Ю. М., Лазоренко В. М., Симаков С. В. Эффективность радиационной повреждаемости Pt и Al при воздействии нейтронов деления и синтеза // Вопросы атомной науки и техники. Сер. : Физика радиационного повреждения и радиационное материаловедение. 1985. Вып. 4 (37). С. 17–21.

10. Snead S. L., Goland A. N., Lynn K. C., Platov Yu. M., Guinan M. Invеstigation of damage in Pt, Al and Al—0,1 at. % Mg produced by d-Be fission-reactor neutron using positron annihilation // J. Nucl. Mater. 1980. Vol. 89. P. 191–197.
11. Иванов Л. И., Лазоренко В. М., Платов Ю. М., Плетнев М. Н., Торопова Л. С. Образование фазы Mg5Al8 в ненасыщенном твердом растворе Al—Mg при электронном облучении // Доклады Академии наук СССР. 1981. Т. 257, № 5. С. 1175–1178.
12. Иванов Л. И., Лазоренко В. М., Платов Ю. М., Калинин В. Г., Симаков С. В., Смирнов А. В., Товтин В. И., Торопова Л. С., Шамардин В. К. Образование фаз в разбавленных твердых растворах на основе алюминия при нейтронном облучении // Физика и химия обработки материалов. 1985. № 4. С. 16–21.
13. Иванов Л. И., Лазоренко В. М., Платов Ю. М. Образование фазы Mg32(Al,Zn)49 в ненасыщенном твердом растворе алюминий—цинк за счет ядерных реакций при нейтронном облучении // Там же. 1989. № 2. С. 11–13.
14. Иванов В. В., Лазоренко В. М., Платов Ю. М. Образование фаз Mg32(Al,Zn)49 и Al—Mg—Zn в ненасыщенном твердом растворе алюминий—магний—цинк при электронном облучении в режиме дифракционного каналирования // Там же. 1991. № 6. С. 50–52.
15. Альтовский И. В., Вотинов С. Н., Добаткин В. И., Дриц М. Е., Елагин В. И., Иванов Л. И., Орлов В. В., Платов Ю. М., Торопова Л. С., Филатов Ю. А. Перспективы применения алюминиевых сплавов в качестве конструкционных материалов для термоядерных реакторов // Конструкционные материалы для реакторов термоядерного синтеза. — М. : Наука, 1983. С. 40–47.
16. Иванов Л. И., Красноселов В. А., Платов Ю. М., Товтин В. И., Торопова Л. С., Шамардин В. К. Влияние нейтронного облучения на механические свойства малоактивируемых сплавов на основе алюминия // Физика и химия обработки материалов. 1990. № 4. С. 5–8.
17. Иванов Л. И., Иванов В. В., Лазоренко В. М., Платов Ю. М., Товтин В. И. Перспективы применения сплавов на основе системы алюминий—магний—скандий в ядерной энергетике // Технология легких сплавов. 1990. № 12. С. 46–50.
18. Ivanov L. I., Ivanov V. V., Lazorenko V. M., Platov Yu. M., Tovtin V. I., Toropova L. S. Radiation resistance and parameters of activation of aluminium—magnesium—scandium and aluminium—magnesium—vanadium alloys under irradiation // J. Nucl. Mater. 1992. Vol. 191–194. P. 1076–1079.
19. Иванов Л. И., Лазоренко В. М., Платов Ю. М., Товтин В. И. Радиационная стойкость сплавов системы алюминий—магний—скандий // Физика и химия обработки материалов. 1989. № 6. С. 9–11.
20. Platov Yu. M., Pletnev M. N. Phase instability of alloys caused by transmutation effects during neutron irradiation // J. Nucl. Mater. 1994. Vol. 211. P. 95–100.

Language of full-text russian
Full content Buy
Back