Кристаллогеометрия и морфология метастабильных фаз и их влияние на свойства низколегированных сплавов циркония с осмием и иридием

• Автор: Коломиец, Людмила Львовна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Киев
• Количество страниц: 154 c. : ил

ОГЛАВЛЕБИЕ

ЗВЕДЕНИЕ

Г. СТРУКТУРА СПЛАВОВ ЦИРКОНИЯ

[.I Взаимодействие циркония с элементами УШгруппы

[.2 Области существования метастабильных фаз в малолегированном цирконии

[.3 Мартенситноеуз^-превращение в сплавах циркония

[.4 Метастабильная ц)-фаза

!.5 Процессы, протекающие при отпуске в сплавах циркония (титана) со структурой (р+со) -фаз

!.6 Свойства и области применения циркония и его сплавов

Выводы
Постановка задачи
I. КОНЦЕНТРАЦИОННЫЕ ОБЛАСТИ СУЩЕСТВОВАНИЯ МЕТАСТАБИЛЬНЫХ ФАЗ
В ЗАКАЛЕННЫХ СПЛАВАХ ЦИРКОНИЯ С ОСМИЕМ И ИРИДИЕМ
Л Приготовление сплавов циркония с осмием и иридием
.2 Рентгенографическое исследование закаленных сплавов циркония с осмием и иридием 37 '
. 3 Металлография и микротвердость закаленных сплавов ?г-&и Ъ.
Выводы
. ЭЛЕКТРОННО-МИКРОСКОПИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТАСТАБИЛЬНЫХ
(А1- И СО-ФАЗ
Л Кристаллогеометрия и морфология атермической СО-фазы
,2 Структурные особенности оС-мартенсита в закаленных сплавах цирконий-осмий
,2.1 Морфология с 2.2 Ориентационное соотношение уЗ - и с<'-фаз в закаленных
сплавах

3.2.3. Анализ двойниковой структуры и систем скольжения
в (А1 - мартенсите
3.2.4. Определение плоскости габитуса
Обсуждение результатов
Выводы
1У. ВЛИЯНИЕ ОТПУСКА НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА ЗАКАЛЕННЫХ
сплавов £г-0$ и £г Лг
4.1. Фазовый состав и структура отпущенных сплавов циркония с осмием и иридием
4.1.1. Рентгенографическое исследование отпущенных
сплавов
4.1.2. Электронно-микроскопический анализ структуры сплавов, содержащих омега-фазу, на первой стадии отпуска
4.1.3. Электронно-микроскопический анализ структуры сплавов, содержащих омега-фазу на второй стадии отпуска
Обсуждение результатов
4.2. Исследование кинетики процесса старения по данным измерения микротвердости
4.3. Влияние легирования и термической обработки на коррозионную стойкость сплавов £.1-0$ и
Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

В сплавах циркония с элементами, стабилизирующими высокотемпературную модификацию, при закалке наблюдается два типа без-диффузионных фазовых превращений: обычное мартенситное р оС (ОЦК—-ГПУ) и мартенситоподобное р -*~со . Метастабильная со- фаза может образовываться также на начальных стадиях отпуска закаленных циркониевых сплавов.
Для понимания природы этих превращений важными являются три основных проблемы. Во-первых, взаимосвязь концентрационных областей существования метастабильных о('-, со-, р- фаз с положением легирующего элемента в периодической таблице. В настоящее время предполагается, что эти фазы стабилизируются в определенных интервалах электронных концентраций, т.е. являются фазами электронного типа. Во-вторых, кристаллогеометрия, морфология и субструктура ск' - мартенсита, знание которых необходимо для понимания процессов зарождения и роста мартенситной фазы. В-третьих, кристаллогеометрия, ориентационное соотношение и морфология б^-фа-зы, без знания которых невозможно понимание механизма ее образования.
До настоящего времени эти вопросы достаточно систематически исследовались лишь на сплаве 2*2.-и частично на некоторых сплавах циркония с другими элементами У и У1 групп. В этих системах также было обнаружено существование (Л - фазы.
Для подтверждения гипотезы об электронной природе метастабильных фаз в сплавах циркония большой интерес представляет исследование сплавов с элементами более дальних групп периодической системы. Такие исследования позволили бы также ответить на вопрос, являются ли кристаллографические параметры о{ - мартенсита и ответственный за них механизм Ьпревращения общими для всех

Образование £0- фазы сопровождается увеличением твердости ( рис. 14 и 15 ) , не только по сравнению с чистым цирконием, но
и по сравнению со сплавами, содержащими о('- мартенсит.
Максимальная твердость порядка 425 кг/мм получена для сплавов цирконий - 2 ат.% осмия и цирконий - 2 ат.% иридия. В этих же
сплавах рентгенографически обнаружено максимальное количество £0- фазы. По мере дальнейшего увеличения содержания легирующего элемента твердость сплавов постепенно понижается, что соответствует снижению количества и)- фазы, обнаруженной в них. Уровень твердости чистого р - твердого раствора (без следов со- фазы) остается все же высоким по сравнению с чистым цирконием. В данном случае сказывается упрочнение, связанное с образованием твердого раствора.
В сплавах &- 2 ат.% Иг[0$) металлографически обнаружено небольшое количество выделений, которые рентгенографически не фиксируются. Они имеют пластинчатую форму, или форму гребешков (рис. 16 а и б )
Эти вьщеления, вероятно, принадлежат о('- фазе. В пользу этого утверждения свидетельствует тот факт, что промежуточные сплавы, находящиеся на границе концентрационных областей, соответствующих р и - превращениям, являются трехфазными
<^'+Р+и) , как уже отмечалось выше. В сплавах £г. - 2 ат. % З1
(0$) в результате частичного распада уЗ - твердого раствора наряду с областями, претерпевающими уЗ -СО - превращение, образуется небольшое количество областей значительно обедненных легирующим элементом, которые превращаются в о£(- фазу.
В литературе обсуждается вопрос, является ли СО- фаза, образующаяся при закалке во многих сплавах титана и циркония с переходными металлами, фазой электронного типа. Одним их аргументов