Центр «Ядерные системы и материалы», каф. «Физические проблемы материаловедения», Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Москва, Россия:

М. Г. Исаенкова, проф., эл. почта: isamarg@mail.ru

Ю. А. Перлович, вед. науч. сотр.

В. А. Фесенко, науч. сотр.

Сое Сан Тху, аспирант

М. М. Перегуд, ст. науч. сотр.

Ползучесть изделий из сплавов на основе циркония определяет продолжительность их возможного использования при сохранении исходных структуры и текстуры. Данная работа посвящена изучению неустойчивости субструктурного состояния и текстуры оболочечных труб из сплава Zr – 1 % Nb при температуре их эксплуатации. Обнаружено, что при испытании оболочечных труб на термическую ползучесть под внутренним давлением при температурах 300–450 ^оС в них происходит заметное, ранее не наблюдавшееся варьирование кристаллографической текстуры α-Zr. Оно выражается в изменении интегральных текстурных параметров Кернса, заведомо отражающихся на радиационном поведении труб. Изменение текстуры труб при испытании на ползучесть является прежде всего результатом двойникования по плоскостям {1012}, вызывающего скачкообразную переориентацию зерен α-Zr с поворотом их базисных осей от тангенциального направления на угол 85^о, наиболее интенсивную при температурах 380–400 ^оС. Наряду с двойникованием, ослабляющим тангенциальную компоненту в текстуре трубы, при ползучести в трубе проявляется еще одна, более отчетливая тенденция, состоящая в усилении базисной текстурной компоненты за счет переориентации базисных осей к радиальному направлению в результате активизирующегося скольжения по базисным плоскостям, которому благоприятствуют условия ползучести. Кроме того, поворот призматических осей вокруг базисной свидетельствует, что в ряду механизмов ползучести действует также и призматическое скольжение. Наибольшие изменения кристаллографической текстуры наблюдаются во внешних слоях испытанных труб. Таким образом, при термической ползучести активизируются следующие деформационные механизмы: призматическое и базисное скольжение, двойникование. Их активность существенно зависит от условий испытания на термическую ползучесть, т. е. от температуры и напряжений.

Работа выполнена в центре «Ядерные системы и материалы».

1. Займовский А. С., Никулина А. В., Решетников Н. Г. Циркониевые сплавы в атомной энергетике. — М. : Энергоиздат, 1994 — 256 с.
2. Coleman C. E. et al. Mechanical properties of Zr – 2,5 % Nb pressure tubes made from electrolytic powder // Zirconium in the Nuclear Industry : 15^th Int. Symp. ASTM STP 1505. 2009. Р. 699–723.
3. Lichter B. D., Flanagan W. F., Lee D. N. The role of texture in stress-corrosion cracking of metals and alloys // Materials Science Forum. 2002. Vol. 408–412. Р. 991–998.
4. Kim H. J., Kim T. H., Jeong Y. H. Oxidation characteristics of basal (0002) plane and prism (11–20) plane in HCP Zr // J. Nucl. Mater. 2002. Vol. 306. Р. 44–53.
5. Kocks U. F., Tome C. N., Wenk H.-R. Texture and Anisotropy. Preferred orientation in polycrystals and their effect on materials properties. — Cambridge : Cambridge University Press, 1998. — 676 p.
6. Бородкина М. М., Спектор Э. Н. Рентгенографический анализ тек стуры металлов и сплавов. — М. : Металлургия, 1981. — 272 с.
7. Исаенкова М. Г., Перлович Ю. А. Закономерности текстурообразования в цирконии при пластической деформации и термообработке. — М. : Типография НИЯУ МИФИ, 2014. — 528 с.