КІНЕТИКА РОСТУ ЗЕРНА Й МОДЕЛЮВАННЯ МІЦНОСТІ СТАЛЕЙ FE–15CR–2W,  ДИСПЕРСІЙНО ЗМІЦНЕНИХ РІЗНОЮ КІЛЬКІСТЮ ОКСИДУ ІТТРІЮ

Анотація

Феритні сталі з 15 Cr, дисперсійно зміцнені оксидами, вважаються основними паливними матеріалами для оболонок ядерних реакторів завдяки їхній відмінній стійкості до повзучості, розбухання та окиснення. В даній роботі номінальний склад Fe–15Cr–2W–xY₂O₃ (x = 0, 0,3, 0,7 і 1,0) феритних дисперсійно зміцнених оксидами сталей отримано способом механічного легування з подальшим іскроплазмовим спіканням. Спечені зразки відпалювали за температури 950, 1100 і 1250 °C з витримкою 60 хв при відповідних температурах. Далі зразки також відпалювали за температури 1100 °C протягом 0,60 і 120 хв. Було проаналізовано вплив різного вмісту дисперсних добавок оксиду ітрію та температури відпалу на кінетику росту зерен та механічні властивості матеріалу (твердість та міцність на стиснення). Визначено границю міцності на стиснення спечених зразків з різним вмістом оксиду ітрію за підвищених температур 600 і 700 °C.  Моделювання границі текучості при стисканні за кімнатної та підвищеної температур, а також кореляцію з експериментальними значеннями проводили для всіх композицій. Встановлено, що степінь нелінійності росту зерна (n) та енергія активації (Q) зростали зі збільшенням вмісту оксиду ітрію і становили відповідно 11,52 та 612,91 кДж/моль при 1,0% (мас.) Y₂O₃. Розмір зерна був майже стабільним за температури відпалу 1100 °C. Значне зростання міцності на стиснення за кімнатної та підвищеної температур спостерігалося при 0,7% (мас.) Y₂O₃. Згідно з моделлю міцності за різних умов, роль ультрадисперсних зерен домінуючою за кімнатної температури, а роль дисперсних частинок ¾ за підвищеної.