автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.01, диссертация на тему:Повышение жаропрочности перспективных ванадиевых сплавов реакторного предназначения путем легирования и химико-термической обработки.

Г» о

О Я

1 1 нон ш

НАЦЮНАЛЬНА АКАДЕМ1Я НАУК УКРА1НИ Ф!ЗИКО-МЕХАН1ЧНИЙ ШСТИТУТ ¡м.Г.В.КАРПЕНКА

На правах рукопису

ШИРОКОВ ВОЛОДИМИР ВОЛОДИМИРОВИЧ

ПЩВИЩЕННЯ ЖАРОМЩНОСТ1 ПЕРСПЕКТИВНИХ ВАНАД1бВИХ СПЛАВ1В РЕАКТОРНОГО ПРИЗНАЧЕННЯ ШЛЯХОМ ЛЕГУВАННЯ ТА Х1М1КО-ТЕРМ1ЧН01 ОБРОБКИ

05.02.01 -матер^алознавство в машинобудуванн)

Автореферат дисертацп на здобутгя паукового ступени доктора техтчних наук

ЛЬШВ - 1996 р.

НАЦИОНАЛЬНА АКАДЕМ1Я НАУК УКРАШИ Ф13ИКО-МЕХАН1ЧНИЙ ШСТИТУТ ¡м.Г.В.КАРПЕНКА

На правах рукопису

ШИРОКОВ ВОЛОДИМИР ВОЛОДИМИРОВИЧ

ПЩВИЩЕННЯ ЖАРОМЩНОСП ПЕРСПЕКТИВНИХ ВАНАД1вВИХ СПЛАВ1В РЕАКТОРНОГО ПРИЗНАЧЕННЯ ШЛЯХОМ ЛЕГУВАННЯ ТА Х1М1КО-ТЕРМ1ЧНО! ОБРОБКИ

05.02.01 -матер1алознавство в машипобудувант

Автореферат дисертаци на здобутся паукового ступеня доктора техшчних наук

ЛЬВ1В - 1996 р.

Дисертащею е рукопис

Робота виконана у <Кзнко-мехашчному шституп ¡м.Г.В.Карпенка HAH Украши

Науковий консультант: доктор техшчних наук, професор

Лютий бвген Михайлович

Офщшш опоненти: доктор техшчних наук, професор

1васишин Орест Михайлович; доктор фюико-математичних наук, професор Прохоренко Biктop Яков1гч; ' доктор техшчних наук Федоров Валерш Васильевич

ПроЕЩна оргашзащя: Нацюнальний науковий центр

"Харивський ф1311Ко-тсхи:чнин ¡нститут"

Захист В!д6удеться 2Ъ~ /О 1996 р. о// _год. на зааданш спешашзовано! вчено! ради Д 04.01.03 у Фшико-мехашчному шституп ш.Г.В.Кариенк:! HAH Украши (290601, Льв1в, МСП, вул. Наукова, 5).

3 дисертащсю можна ознайомитись у б1блютеш <Мзико-мехашчного шештугу HAH Украши (290601, Льв^в, МСП, вул. Наукова, 5).

Автореферат розюланпй _ 1996р.

Учений секретар спещал1зован01 вчено! ради доктор. техшчних наук.

изован01 вчено1 ради . л

професор ^fbU&^fs^КИФ°РЧИН Г.М.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальность проблеми. Стратег1я розвитку ядерно i енергетикн полягас у п1двищенн1 потужностей icnyira-tx реакторов, nepexoni до використання енергП ивидких нейтрон1в, освоеши керованого термоядерного синтезу, максимальному [ЦпвикенШ рхвня безпеки енерговиробиицтва. РсалАзапДя цього вимагае розробки нових та ШдЕИщення над^йносП i працездатност! вже иироко апробованих жаромщних маталевих матер1ал!в, як1 б в1дпов1дали не лише вимогам ф1зики д1лення чи синтезу ядер, але й ф1зико-х1М1чним вимогам, ко накладають процеси тривалоí взаемодП Mise ними та реакторнш.ш i споршмними соредовшцами при одночасн1й тривалШ д11 високих температур та навантажень. В цьому планi, зг1дно з прогнозами cbítobux науково-досл1дницьких центр1в, но - спец1ал1зуються в галуз1 реакторного •матер!алознавства. вежливого значения набувае використання ванад!ю i ванад1евих малолегованих (до 15 ат.%) сплав1в. Перспектизюсть ix застосування зумовлена як оптимальною сукушпстю floro ядерних i нехан1чних властивостей, сум1сн1стю з ядерним паливом, так i високою корозШкою ctííikíctio в деяких перспективних високстемпературних теплонос1ях (гелШ, розплави л1т1ю ч натрш). Необх1Дно вш-птити, що значною м1рою ефективн1сть застосування сплав1в на ochoei ванадш залежить в1д розв'язання ряду наукових завдань, пов'язанкх з необх!дн1стю П1двищення ix жаром.Шност1 при температурах вище 950 К. В першу чергу, це розроОка принципiв вибору легуючих елеиешчв, формування гетерогенно! структурн i фазового складу ванад!евих сплав íb, а такох розройка motoeíb п1двищення жаронщност! альтернативних легуванню, наприклад, xiMiKo-TepMiчною обробкою. KpiM того, впровадження перспективних реакторних сплавав на ochobí ванад1ю вимагае даних щодо результатгв ix ресурсних високотемпературних короз1йно-механ1чних випробувань.

Таким чином, вивчення ®í3¡iko-xímí4Hiix npoueciB, то прот1кають у ванад1евих сплавах реакторного прпзначення внасл1Док тривало! дп' температур, иехаючних напрухень, в1дпов1дних середовищ та розробка шлях1в ni двтцення Ix жаромшност! для експлуатацП в умовах, максимально наблилсених до реальних, е важлнвою науково-техн!чною проблемою, вир1шешпо яког прпсвячена дана дисертац1я.

Дисертац1йна робота виконана у Ф1зико-механ1чному анститут: 1м. Г. В. Карпенка HAH Укра1ни в1Лпов1дно до проблени "0i3iiKo-xiMi4Ha механ1ка матер1ал1в" ("Досл1дження жаромгцност! 1 жаротривкост1 тугоплавких ыетал1в V-A групи i сплав1в при ресурсних випробуваннях", .Jé держреестр. 79014560; "Досл1дхення працездатност! тугоплавких метал:в i сплавíb у розплавах лужних мегаЛ1в\ Jé держреесгр. 01. 84. 0008269), "Фундаментальних i пошу-кових poöiT" Bifl 07.02.1992p (МО 1/121), програни фундаменгальних poöiT "Космхчна физика мегал1в" (пост. ДКНТ СРСР М9 в:д 22.02.1988р., завд. 1. 3. 13. И. 7), догов1рно1 та пошуково! тематик.

Мета роботи. Встановити вплив легуючих елемент1в на структуру i ф:зико-ыехан1чн! властивост1 ванадш в умовах тривало! дП вакууму, високотемлературних газовйх (гел1й) i pi дкометалевих (л1т:й, натрШ) теплоносПв та розробити рекомендацП подо подвшцення жаромхцност: перспективних реакторних сплавов на його ochobí шляхом легування та-xiMiK0-Tepui4ti0l обробки.

Основн! завдання роботи.

1. Розробка методологíhhhx п1дход1в i методик для реал!зацП досл1дження жаромщност: cruasiB на ochobí ванад1ю в реакторних середовищах.

2. Встановлення впливу легуючих елемент:в та Ix концентрацП на жаром1цн1сть i корозШну ст!йк1сть ванад1ю у вакуум:, гелП, розплавах aítíh 1 натр!ю.

3. Вивчення параметров термоактквацШних процес1в, що контролшэть onip пластичному деформуванню ванад!ю i його сплавов в штервал: температур 300. .. 1400 К та виявлення .основних факторов, що впливають на стабильность ix механочних властивостей у вакуум!, гелП, л1т11, натрП.

4. Досл1дження особливостей змони структур,: та жаромоцносто ванадоевих сплав1в (ВЦУ, ВЦУН, ВЦУМ, ВТО) з кар01дшш та оксидшш типами змщнення nin впливом температуря 0-45гдл ванад1ю) i тривало! д11 напру жень.

5. Проведения поровняльних механочних випробувань нообою, танталу та реакторних сплавов типу ЕП, ВНС в досл1джуваних реакторних середовицах.

6. Розробка ефективних способ íb подвииення жаромоцносто ванад1евих сплав1в шляхом к1м1ко-терм1чно! обробки.

7. Розробка нових ванад1евих сплав1в та оптин1зац1я 1х хш1чного складу для гидвицення жаром1цн1ст1 1 короз1йно5 СТ1ЙК0СТ1 у висотемпературних реакторних середовшцах.

На захист виносяться:

вперше всгановлеп1 законог-ирност! впливу легуючих елемент1В та тривало! дП (до 5000 год.) вакууму, газових (гел1й) 1 ргдкометалевих (л1т1й, натр1й) теплоносПв на структуру 1 високотеипературн! ■ ф1зико-механ1чн! властивост1 ванадию та перспективна реакторних сплавав на його основ1;

- к1нетичн1 залежност1 та особливост1 фазово-структурних перетворень у складнолегованих сплавах ванад1ю з карб1дним 1 оксидним змШненням ВЦУ, ВЦУН, ВЦУМ, ВТО при тривал!й дп напружвнь 1 температур основи), стадШний характер дорозпаду твердого розчину у ванад1евих сплавах типу ВЦУ;

- рекомендацы щодо вибору легуючих елементхв з метою шдвищення жарон1Цност1 ванадш та його сплав1в реакторного призначення;

- спосхО реал!зацП оксидного зы!цнення титанвмщуючих ванад1евих сплавав шляхом х1м1ко-терк«Ч1ГО1 обробки 1з застосуванпям кисню повдтря (а. с. ЛУ6 1369330, 1148369);

- рецептура нових жароихцних багатокомпонентних ванад1евих сплавхв на основ! систем у-т1-о, у-кь-гг, у-та-нг, у-сг для експлуатацП у високотемпературних реакторних середовищах (а. с. № 1104904, 23293В, 306629, 317069, 313087).

Наукова новизна роботи:

В прочееI тривалих (до 5000 год.) високотемпературних (ниже 950 К) короз1йно-механ1чних випробувань отримаяо нов1 дан! про повед1нку ванад!ю 1 перспективних реакторних сплав1в на його основ1 у вакуум:, гелП, розплавах л1г1ю 1 натрш, встановлен1 особливост1 1 запропоновано механ!зм ф1зико-хнйчних процес1в, но в1дбузаються при цьоыу.

Вперше для багатокомпонентних ванад1евих сплавгв з дислерс1йним 1 роз<?инно-дисперс1йним типами зм1цнення (системи у-ыь-гг-с, у-мо-гг-с, у-гг-с, у-Тх-о) досл1джено 1 проанал1зовано структуры! змШи та морфологш метастаб1льних 1 ста(Пльних фаз, що виникають в процес1 високотемпературного стар1ння металу п!д д1ею статичного навантаження. Встановлено, що п1д впливом напружень розпад твердого розчину сплав!в, що м!стять цирконШ 1

вуглець, 1нтенсиф1куеться 1 носить стадИший характер, зумовлений особливостями процес1в утворення та розчинення вторинних кар01дних фаз.

Для теоретично! оц1нки зм1ни м1цност1 ванад1евих сплавав вперше застосована методика Б.Гарр1са (В.Нагг1за).. На П основу з врахуванням експериментально отриманих результат1в, встановлено, до зьицнення ванад!ю визначаеться переважно розницею атоиних розм1р1в його 1 легуючого елеменгу. При цьому, 1з зб1лыпенням температури, вцесок розм1рного фактору зростае, а В1дм1шисть у пружних властивостях вШграе другорядну роль.

Теоретично обгрунтована 1 експериментально п1дтверджена ефективн1сть застосування оксидного зм^цнення з метою гпдвшцення жарои!цност1 .сплав1в системи у-п та розроблено способ х1н1ко-терн1чно1 обробки, то забезпечуе його реал!зац1ю.

Показано, що при тривалай (5000 год. )дП вакууму (10"4 Па), високотемпературних газових (гел1й) 1 р1дкометалевих (л1т1й, натр1й) середовиц сплави з карб1дним 1 оксидним змщненням (ВЦУ, ВЦУН, ВЦУН, ВТО) збер1гають високий р1вень жаромщност1.

. Для метал1в У-А групи 1 сплав1в на 1х основ1 розрахозано 1 вперше експериментально п1дтверджено наявн1сть температурних штервал!в динаигчного деформагийного старшня, яке виникае в процес1 1х деформування активним розтягом в реакторних середовииах та Шсля 1х-д11.

Практична ц!нн!сть 1 реал!зац!я результатХв роботи.

Комплекс виконаних георетичних та екслериментальних досл1джень, продиктований практичними вимогами шдвищення жаром1цност1 та короз1йно! ст1йкост1 перспективних ванадгевих сплав1в реакторного призначення в умовах тривало! дП високотемпературних газових 1 р1дкометалевих реакторних середовищ, дозволив розробити рекомендац!1, спряыован1 на зб1льшення ресурсу 1х працездатност1 1 розширення сфери застосування в ядершй енергетми. Зокрема, на етап! досл1дно-конструкторсько! розроОки обгрунтовано в1дпов1дн1 пропозицИ щодо вибору матер1ал1в вузл1в високотемпературних атомних установок БГР-300, ВГ-400 та оптим1зовано хпЦчний склад 1 структуру сплав1в серП ВЦУН (система \-пъ-т.с-с), випуск яких освоено у виглядI наШвфаОрикат^в на Г1Р1ДМЕТ.

0триман1 нов! дан! про жаромхцнхсть та структурну

стаб1лыпсть сплавав систем v-Zr-C, V-Nb-Zr-C, V-Mo-Zr-c, V-Ti-0

в експлуатац1йно важливому температурному 1нтервал1 950... 1673 К. Резульгати оценки cyuiCHooTi ванад1ю з розплавани л1т1ю i натрШ використаш пiд час реал1зацП м1жв1домчо! програни "Досл1дження i створення конструкцШшх матер1ал!в для реактор!в термоядерного синтезу".

Розроблено xiMi4Hi склади нових жаромщних багато-компокентних сплав1в систем V-Tl-o, v-Nb-Zr, V-Ta-НГ, v-Cr для експлуатацП у високотемпературних реакторних середовищах (а. с. « 1104904, 232938, 306629, 317069, 313087).

Запропонований cnocid (а.о. Ш 1369330, 1148369) xiMiK0-TepMi4H0i обробки титанвм1сних ванад1евих сплав!в шляхом окисления металу на noBlTpi та наступнШ його гомоген1зацП за х1мхчшш складом i структурою' дозволив гпдвищити границе ix тривало! MluHocTi при 1173 К на баз! 5000 год. майже у тричь

Техн1чна новизна i практична ц1нюст-ь тдтверджеш 12 авторськими св^доцтвами на xiMi4Hi склади розроблених сплав1в i нов! способи xiMiKo-TepMi4Hoi обробки i3 застосуванням кис ню пов1тря.

Апробац1я- Основн! положения дисертащйно! роботи допо-в!дались на наукових форумах: нарадах "Структура i вла'стивост1 тугоплавких мегал!в" (17-19 червня 1980 р., 15-17 червня 1982 р., Льв1в), Всесоюзна нарад! по взаенояП м!ж дислокациями i атомами яомшок та властивостями сплав1в (26-28 жовтня 1982р., Тула), VII Всесоюзна конференцП з коло1дно1 xiMii i ф1зико-х1м1чно! ыехан1ки (31, травня - 3 червня 1983р., Ташкент), III республ!-канськп! конференцП з корозП 1 протикороз1йного захисту метал1в (29 листопада - 1 грудня 1982р. , Ки1в), Республ1канськШ конференцП "Сучасн1 методи боротьОи з корозгею" (9-10 квИня 1987р. Ереван), I Всесоюзному симпоз1ун1 "HoBi scapoMiqHi i xapocTlftKi матерхали" (травень 1989р., Москва), V республ1кансь-Kiil конференцП "Короз1я металхв п1д напруженням i методи захисту" (17-19 жовтня 1989р., Льв1в),- Республ1канськ1й конференцП " 1нтеркристалНна крихк1сть сталей 1 сплав1в'! (21-23 верескя 1989р. 1жевськ), Всесоюзна конференцП 'Рад1ац1йний вплив на матер1али термоядерних реактор1в" (18-20 вересня 1990р., Лен1нград), I Шжнародтй конференцП "Engineering and functional materials" (20-23 вересня 1993р., смт. Славсько, Льв1вськ01 обл.), М1жиарод-

н!й конференцП "Короз1я-94", Льв1в, 3-7 жовтня 1994 р. та Иь

Публ1кацП. За темою дисертацШю! роботи опубл1ковано 58 праць 1 авторських св1доцтв. Перел1к основних з них подано в к1нц1 автореферату .

Структура 1 обсяг дисертацП. Робота складаеться вступно! частини, тести розд1л1в, висновк!в, списку л1тератури, що включае 429 найненувань, додатку про практичну реал1зац1ю результат1в роботи, викладена на 403 сторшках машинописного тексту; кистить 144 1люстрац11 1 66 таблиць.

0СН0ВНИЙ ЗМ1СТ РОБОТИ У вступн!й частин! сформульован! актуальность тематики дисертацШю! роботи ■ 1 мета досл1джень; викладен1 основн1 результат»; висв1тлен1 1х наукова новизна 1 практична ц1шисть; обгрунтована 1х в1роПдн1сть. Розкриваеться важлив!сть проолем вибору та .пшвищення працездатност1 1 над1йност! матер!ал1в реакторного призначення, зокрема, створення нових конструкц!йних жаром!цних корозШно- 1 рад!ац1йност1йких ванадгевих сплавав, отрицания даних щодо £х ф1зико-механ1чних властивостей в умовах тривало! дП високих температур, напружень 1 середовищ.

В оглядов1й частин1 (перший розд1л) проанал1зовано. 1снуюч1 дан! щодо принциМв вибору матер1ал1в для дгючих Д перспективних атомно-енергетичних установок на швидких нейтронах, термоядерних реактор1в синтезу. Констатовано, що один 1з шлях!в п1двищення 1х ефективност1 полягае у зб1лыиенн1 робочих температур процес^в лерегворення 1 передач! енергП до 900... 1400 К та використанн1 нетрадшдйних високотемпературних реакторних середовищ. Досв1д експлуатац! 1, прогнози В. I.Hi.KiTi.Ha, В.О.Невзорова,

B.'Б. Кл1ментова, I. М. Неклюдова, В. Ф. Зеленського, Ю. Ф. Баланд1на, I. В. Альтовського, В.В.Орлова, Я. II. Прохоренка, К. Натесана, Т. Кондо та П1. св!дчать, що перспективними серед них можуть бути: в реакторах на швидких нейтронах - теплоносП на основ 1 натр!ю та гел1х>, в окремих випадках л1тш, в термоядерних реакторах - л!тШ (бланкет), геЛ1й (таплонос1й) 1 вакуум (вакуумна ст1нка). За даними досл1джень сум1сност1 ванад!» з розплавами лужних метал1в (А. Г. Аракелов, Г.Г.Максимович, £. М.Лютий, В.В.Козаков;

C. М. Вот1нов, В. В. Вав1лова, Р. Аммон, Г. Боргштедт та 1Н. ), у випадку обмехеного газообмгну з ними, в1н" мало зм1нюе сво! властивост! 1 практично не розчиняеться в них. Однак, при

експлуатац1йних температурах, як1 перевшцують 0,45 -в1д температури плавления ванад!п (Тлл= 2192 К), р1вень його жаромщностг незадов ¡.льний. Встаковлено, що, за аналог1ею з ¡.ншкии металами У-А групп, найбольи радикальний спосЮ п1двшдення високотемпературно! м1цност! ванад1ю - легування. Проте, незважаючи на встановлення основних принцип1в змщнення тугоплавких метал1в легуванням (В. I. Треф1лов, Г. С. Писаренко, I. В. Копецький, Е.М. Лвтий, Д. 0. Прокошан, €. В. Васильев, В. Ф. Moi.ce-св, В. I. 1ванова, £.Н. Шефтель, Л. М. Постнов, Ю. В. М1льман, 0. М. 1ва-оишин, С. 0. Фхрстов, В. Н. Шнаков та ш. ), розробку ефективних технологвиплавки ванад1евих сплав1в (£. М. Савицький, I. П. Дружи -н1на та ). Дан! про вплив легуючих элементов на характеристики 1х жаромщностг налочисельн! 1 фактично■в1дсутн! для складноле-гованих сплав1в, особливо в умовах наСлихених до ерсплуатац1йних.

У другому розд1л! обгрунтовано методологш дослхджень. Довготривал1 (до 5000 год) випробовування у вакууму розроджених газових середовшцах (гел:й), р1дкомегалевих розплавах (л1т!й, натргй). проводились на високотемпературному обладнаши, розробленому у ФМ1 НАН Укра1ни. Зокрема, використовували багатопозиц!йн1 установки для тривалих випробувань метал1в статлчним навантаженням у безмасляному вакуум! та розргдхених потоках газ1в. Високотемпературну повзуч1сть метал1в вивчали шляхом моделввання швидкостей повзучост1 на устален11Ч стадII актлвнии розтягом на машшп 1246Р-2/2300 у д1апаЗон1 швидкостей 0,6. ..60 '/•/год. Характеристики мщност1 1 пластичкост1 огцнювали в процес! випробувань на тимчасову м1цшсть розтягом плоских зразк1в перер1зом робочо! частини 1x3 мм шсля рекристалДзашйного в1дпалу або стандартно! термообробки ¡з швидк1стю 5-10"3 с"1 в середовшц спектрально чистого аргону в температурному' дгапазон! 298... 1500К.

Вплив гел1евого тештонос1я на властивост1 ванадгевих _сплав1в вивчали П1сля стендових динам1чних випробувань, в процес: яких контролювався 1 п!дтримувався його заданий х!м1чний склад (стенд низького тиску "Пот1к-17", ЦНД1 "Прометей", Санкт-Петербург). Випробування активним розтягом в розплавах лужних металов проводили на багат'опозиц1йн!й установи! теля И модерн1зац!1, яка полягала в розробц! нового за кояструкцгею сильфонного вузла навантажуючого пристрою. Модерн!зац1я дозволила

Шдвищити температуру експеримент1в до 1200К та випробовувати високоплаотичн1 (5 > 90'/.) в цих умовах ваыад1ев1 сплавм.

Рхвень домшок вт1лення в розплавах задавався температурою заливки ампул на п1дстав1 в1домих д1аграм стану та теыпературних залежностей розчинностей. 3 метою створення пост1йних джерел кисню 1 азоту та забезпечення в1дпов1дних 1х концентрацШ використовували сполуки типу та сум1ш н1трид!в ванад1ю.

Короз1йн1 випробування в розплавах здШснювали за ампульною методикою в 1зотерм1чних умовах. Для вивчення структурних 1 фазових перетворень в сплавах Шд д1ею температур 1 середовищ, проводили комплекс металоф!зичних дослшжень 1з застосуванням оптично! ("Неофот-2") 1 електронно! м1кроскопП (ЕМВ-100ЛМ) на просв1т, електронно1 м1кродифрак1П I, ренгенострук- турного (ДРОН-3), ренгеноспектрального ("Камебакс") 1 диферетд-ально-терм1чного (дериватограф 0-1500 Б) анал1з1в. Кр1м того, Х1м1чний склад металу за газовими складовими теля випробувань визначали методом вакуум-плавлення з наступнии масспектроско-гичним анал!зом, проводились 'дюрометричн! та грав1метричн1 вим1рювання. Склад середовищ, в яких проводили корози'шо-механ1чн1 випробування, наведено в таблицях 1,2.

Таблиця 1

Розрахункова концентрад1я дом!шок вт1лення в розплавах

Розплав 1Т-ра заливки, 1КонЦентрагця домшок, ат.'/• 1Прим1тки

1 К /С° 1 Кисень Вуглець Азот 1

Натр1й 1 Натрий 2 Натр1й 3 (N31)1 №2) 1 (ЫаЗ)1 653/380 873/600 653/380 1 0,05 1 0,50 1 1,00* 10 10 "3 ю -4 0,5 1 1 1 0,5 1з джер. 0г

Л1т1й 1 Л1тШ 2 Л1т!й 3 0.11)1 (1.12) 1 (ИЗ) 1 623/350 723/450 623/350 1 0,025 1 0.061 . 1 0,025 1,10 2,00 1,10 0,18 1 0,67 1 0,08* 1 з джер. N..

*протягом часу експоэицН концентрация Шдтримувалась постШною.

Досл1джено 42 нап!впромислових та експериментальних ванад1.ев1 сплави (виплавки ОХМЗ Г1Р1ДМЕТ, Москва), як1 в1др1знялися типом зм1цнення (табл.3). Для отримання пор1вняльних характеристик вивчали техн1чно1 чистоти ванад1й, Н10б1й, тантал.

стал! типу ВНС: Ре - (2,6 ;4,0;8,0)Ш - (13,0; 14,0; 16,4)Сг -(4,5)Мп - (1,89)Ио - (0,02;0,03)С з 1, 4. 6 1 12 об.% 5-фериту та сплав ЕП202.

.Таблиця 2

Партальний тиск (Па) газових 'дом1шок в гелП (нормалып умови) 1 вакуум1 (Ю'^Па, 1173 К)

Середовице 1 н2о |.0г сн3 1 со2 ! Н 2 1 Нг 1 СО 1 Аг

Вакуум-1 1 1,2 10,03 _ 1 0,2 1 - 1 0,21 10,009 1 -

Вакуум-2* „ 1 3,5 13,70 - 130,0 1 - 110.10 156,0001 -

ГелШ-1 1 10 11,20 25 1 5 1 125 1 250 1 250 1 5

Гел1й-2 1 10 11,20 25 1 25 1 125 1 250 1 250 1 5

* - пз.сля напуску технично чистого кисню

Таблиця 3

Х1*ичний склад сплав1в на основ1 ванадию*

Система легування I Вм1ст легуючих елеиент1в, мае % I Прим1тки

Сплави твердорозчинного змщнення

V - Шэ (ВН) 17,0; 9,5; 13,0; 18,0; 20,0№

V - И (ВВ) 16,7; 14,0; 20,0«

V - Т1 (ВТ) 17,5; 11,0; 20,0; 30,0 71

V - Сг (ВХ) 18,7Сг

V - Т1 - Сг (ВТХ)115.0Т1 + 8,0Сг

V - Та (ВТа). 12,0; 12,0; 22,6Та

Дисперс1йно змщнений сплав

V - 1т - С (ВЦУ) 13,002г + 0,37С I

Сплави розчинно-дисперсШного змщнення

V - № - 1т - С 10,5; 1,3; 1,5; 5,0; 6,0№ + I

(ВЦУН) 1+ (2,6..,3,0)2г + (0,3.. .0,4)С

V - Мо - 1т - С 12,0; 3,0; б.ОМо + (1,5.. .2,6)гг +1 ^г/С^)

(ВЦУИ) .1 + (0,2...0,3)С

V - Т1 - 0 (ВТО) 17,5;11,0;20,0 Т1 + 0,11;0,14:0.18 0.

* ВШст нешпгвих донИпок (Fe.Al.Si ш Ш.) у сплавах I нелегова-них ванади <ВнМ2), Н10Ы1 (НбПл1) та танташ менш. 0,1хнас; неме-талевих -о ,ог. . .а,05С, 0,02 . . .о,о50, о,01...0.0 41), о , 001 . . . о , 002Н.

У третьому розд1л! наведено результати, як1 евхдчать про значку з!.ину механ1чних властивостей метал1в У-А групп, ванад1евих сплав 1в, сталей типу ВНС 1 сплаву ЕЛ под впливом температури 1 реакторних середовищ. Кдльк1сна оцшка коефхц1ент1в

_ -от -ъ/т

ß 1 ь, що входять до в 1 домих сп1ВВ1дношень га

• tf

(а i в - коефоц!енти nponopuifiHocTi, як1 пов'язують тимчасову гранидю м!цносто неталу, <?в з температурою), проведена на основ! отриманик експериментальних результатов i аналозу залзжностей lhо- =f(r), Ina- =f(l/r) дозволила виявити перегини на в1дпов1дних

D В

кривих при температурi в около 0,5ТПЛ ванад1ю. Шелл перегину 1нтенсивн1сть знемоцнення зростае, проте вона менша для ванадш i сплав1в на його основ:, н1обою та танталу, нож для ЕЛ i ВНС (табл. 4). Крив! температурних залежностей моцносто метал1в V-A

. Таблиця 4.

.Значения коефооиенту ß (хЮ3 МПа/К) до 1000 К о-вище 1200 К та MiUHlcTb (МПа) i в1дносне видовженнй ('/.) досл!джених

могал1в при цих температурах.

Метал "1ÜQ0-K' 1200 К

ß 1 6 1 ß 1 % s

V 1,500 1 120' 59 1 5,150 1 39 66

Mb 1,260 1 110 38 1 1,450 1 87 35

Та 0,315 1 170 37 1 1 95 50

вне 0,200 1 240 51 1 24,400 1 35 38

ЕП 0,032 1 950 15 1 26,000 1 39 37

ВН13* 1,170 1 420 23 1 2,700 1 280 74

ВХ8 2,500 1 300 23 1 3,850 1 90 69

ВТ8 1,060 1 310 29 1 2,950 1 140 98

ВТа20 1,220 1 - 1 2,300 1 -

ВВ20 2,060 1 320 33 1 3,550 1 130 76

ВЦУ 0,780 1 122 56 1 3,650' 1 60 90 ■

ВЦУМЗ 0,500 1 130 55 1 2,400 1 62 80

ВЦУН10 0,330 / 500 28 1 0,600 1 380 70

ВЦУН15 0,069 1 620 25 1 0,400 1 400 ' 68

* концентрац1я основного легуючого еаененту в мас.%

групи о ва'над!евих сплав 1в характёризуються одним перегином. Для решти сплав!в (ЕП, ВНС) на водпов1дних кривих виявлено по два перегини, осташий з яких совпадав по температур! з « ^ ? перетворенням. Якжо прийняти, що коеф!ц1ент ь пов'язаний з енерг!ек активацоо (<2) процесу пластично! деформацП (Ь=о/й; к -универсальна газова стала), то вище температуря перегинов вона зростае 1, зПдно з розрахункамк, стае сум1рною з енерг!ею активацН процесу самодифузП основного металу. Тому, можна

вважатп, що вице 1000 К пластичне деформування ванадш I сплав1в контролюеться, переважно, високотемпературшши механгзмами, як1 пов'язан1 з неконсервативним рухом дислокаций, оп1р якому можна суттево гидвикити в1дпов1днин легуванням.

К1льк1сно зи1ну властивостей (<тд, <хо г, а.г, '5, сг^, Н

та.1н.) метал1в з температурою та п!д Д1ею середовищ 1 витримок в

/

них оц1нювали коеф1ц1ентом в1дносного впливу середовища К або К-Наприклад, для границ! тимчасово! м1цност1 сг -Ссг , , <*„-с<г'

К = КЪ^Г-*. аб° К ■ •

в в

де с - границя тимчасово! м1цност1 в середовтаа; о" - границя

хз I В

м1цност1 металу п1сля дП середовища, а сг- в спектрально-чистому

р

аргон1 при т!й же температур! випробувань. Таким чином (рис.1), К°"в> 2. К«, .К"^. - коеф!ц1енти впливу середовища на

в1дпов!дн1 властивост1 при випробовуваннях безпосередньо у середовищах, а К - Шсля !зотерм!чно! витринки в^'них. Анал1з значень коеф!ц!ент!в К, К та !х температурних залежностей для зразк1В, випробуваних тимчасовим розтягом у розплавах л!тш, натр1ю, свинцю (для пор1вняння), та 1зотерм!чно витриманих в цих середовищах 1 у динам1чному вакуумь гелиевому теплоносП, а також ' зразк!в-св1як!в (знаходились в середовищ!, але не деформувалися) показав 1 вплив реакторних середовищ к1льк!сно регламентуеться температурою випробувань, природою середовища ! тривал1стю взаемодП та викликае зм1ну механ1чннх властивостей металу як п1сля 1зотерм1чних витримок, так ! в процес1 деформування . практично в усьому температурному хитервалх випробувань. Встановлено, що за в!дношенням до метал1в У-А групи ! сплав1в на 1х" основ1 л!т1й, натр1й, динам¡чний вакуум 1 гел!евий теплонос1й проявляють короз!йну активн!сть.

При досл1дхенн1 сталей типу ВНС55 встановлено !снування вузького температурного штервалу (1300. ..1400 К), в якому адсорбц!йна д1я реакторного середовища (наприклад, розплав свинцю) може приводит на вшЛну в1д короз1йно5, до кепрогнозованого р1зкого падения мщност1 1 пластичности внасл!док високотемпературного р1дкометалевого окрихчення. Вгдносне видовження при температурах максимального прояву цього ефекту близьке до нуля, а м1щпсть знижуеться на ВО. .. 90%. На механ1чн! ж властивост! ванад!ю свинець, практично, не впливае,

що зумовлено в!дсутн1стю змочуваность

' 500 1000 1500 z, год

Рис. 1. Температурн1 (а,б,в) та кшетичн1 (г) залежност1 зм1ни коеф1ц1ент1в виливу середовища К i К на механ1чн1 властивост1 ванад1и (а - л!т1й) та стал1 ВНС (б - свинець); часу експозицп ванадш при 1173 К, протягом 180 год в динамичному вакуумг (в) i при 973 К в натрП, (г): 1 - К°"в; 2 - К5» 3 - «V 2-4 " Кнд-

У четвертому розд!л1 на ocHosi анал1зу результатiB механ1чних випробувань, електронном1кроскошчних та рентгено-структурних досл1джень встановлено законом1рност1 впливу легуючих елементхв та тривалого високотемпературного стар1ння п!д навантаженням i без на структуру i жаромШность ванадш i ванад1евих сплав1в. Показано ефективн1сть застосування розчшшо-дисперспшого типу зм1цнення з метою п^двищення 1х жаромхцност!.

Зьацнення ванад1ю елементами вт^лення через 1х високу дифузпЧну pyxoHicTb та налу, пор1вняно з елементами замщення, po34HHHicTb доснть незначне. Проте, в npoueci деформування розтягом в окреыих теипературних ¡нтервалах було встановлепо аномальн1 вхдхилення кривих теипературних залежностей тимчасово! Miдност 1 та умовно! rpaiuii текучост! Bin с^пкуваних, притаманних чистим за котиками вт1лення тугоплавким (ДК-металам. На кривих залежностей = f(T) ui в1дхилення мають вигляд екстрему1.пв.

Максимуми М1цноот1 в1дпов1дають н1н1нумам пластичних властивостей матер1алу. Деформування металу в цих теипературних iнтервалах супроводжуеться перервшств (нестаб1льн1стю) пластичного теч1ння. Встановлено, що температури екстремум1в задов1л1но узгоджуються з передбаченими залежностями Teopii динам1чного деформац1йного стар1ння (ДДС) иетал1в, як i пов'язують швидкхсть деформування металу с' з коеф11пентом дифузП (в) дом1шок вт1лення, KOTpi утвРрюють на рухомих дислокациях галы.ивн1 атмосфери, в1днопенням с' = 109d. Розрахунком встановлено (рис. 2), що температурно-EisiMKicHi дгапазони гальмування дислокапдй в металах V-A групи залежать в1д природи дом1иок вт1лення та розчинника i для кожно! пари метал - домшка вт1лення вони повинн1 бути 1ндив1дуальнь Це подтверджено експериненталыю, оск1льки, п1сля насичення ванад1ю, HioOiB i танталу елементами втолення встановлено розд1л екстремум1в на кривих в!дпов1дних залежностей на декоька р1зних (рис.1 в, кр.3). Для швидкостей деформування ~ 5-10"3 с"1 температуры! д1апазони ДДС метал1в V-A групи близьк1 i знаходяться в межах 500... 1100 К. Експериментально встановлено, що в температурни"! облает! ДДС, концентрац1йн! залежност! максимального зьицнення (в МПа) ванад!ю, що м1стить азот i кисень можна описати як ¿сгв=1700-Св<о, де С - сумарна концентрагця елемент!в втглення (мас.%).

Рис.2. Розрахунков1 Kpimi залежностей температури динам1чн01 взасмодП докпшок вт1лення з дислокациями в металах V-A групи В1Д iiiBUflKOCTi деформацП: 1 -кисень; 2 - азот;' 3 - вуглець

Здатн1сть ванад1ю утворювати з бхлыпстю метал1в, то мають близьку або вищу, híx bíh, температуру плавления, неперервн1 ряди твердмх розчшпв дозволяе створювати OinapHi i б1лын складн! сплави на його основ i. За даними тимчасових механ1чних випробувань, легування суттево шдвишуе onip деформуванню ванадхв (рис.3), в1дпов1дно « зОгльиуючи тривалу мхцнхеть та onip повзучост1. За ефективн1стю впливу на зростання його míuhoctí легуючг елеменги розмШуються в посл1давност1: Zr, ce, tí, та, Nb, w. Циркон1й, титан i хром в1дносяться до слабозмШпмочих ванадШ елемент!в, а режта - до сильнозмшнюючих.

Рис.3. Температурн1 залежност1 míuhoctí (а) та тривало! míixhoct i (б) ванад1ю i його сплав!в з концентращею легуючих елемент1в 7,5 ат.'/.

В1ДОМО, що у випадку твердорозчинного способу змхцнення елементами замщення його ефективн1сть залежить В1Д MimiocTi матриц! (o"s), вклад!в у змщнення, спричинених розницею в розм1рах атом i в основи í легуючого елементу (o"q) (розм!рний фактор) та 1х пружних властивостях (o"G). з«1цнення внасл1док лорушення близького впорядкування Анализ отриманих

нами результатов для ванад1ю та л1тературних даних для Hio6i» i танталу, легованих елементами IV, V, VI-A труп пер1одично5 системи, стосовно ix впливу на MiUHiCTb i твердеть, показав корелятивну залежн!сть цих власгивостей як в1д нев!дпов1дност1 в атомних розм1рах, так i в!д невхдпов1дностой в пружних властивостях металу-основи сплаву i легуючого елементу. На niflcTaBi к1льк1сно1 оц1нки, проведено! за методикою Б. fapica.

встановлено, що домшуючу роль у зьицнешп ванадш в1д1грае розм1рннй фактор 1, в менспй и1р1, р1зниця в пружних властивостях. Встановлено, що з гидвищенням температури до 1000 К 1 вице роль, розьирного фактору у зшцненн1 зростае (табл.5). Виключення складають сплави з вольфрамом, оск1льки останн1й мае ■ аномально висок1 прухн1 властивост1.

'Габлиця 5.

Вклад р1зниц1 в атомних рад1усах 1 в модулях иружностг у зб1лыиення меж1 текучост1 бшарних сплав1в на основ1 ванад1ю

Легуючип елемент

Ti

Та

W

Сг

Nb

%

293 К

100 100 15 100 54

1273 К

100 70 40 '

58

293 К | 1273 К

0 0 85 0

48

0 30 60

42

Незважаючи на мале зм1цнення ванад1ю цирконígm i титаном, виявлено, що ui едементи мають важливе значения для реал1зацП íncnepciñHoro або розчшшо-дисперс1йного типу зм1цнення, оск1льки здатн1 створювати з елементами вт1лення термодинам1чно стаб1льн! та метастабiльнi сполуки (наприклад мес, нес, Ме2С та íh. ). Стаб1льн1 сполуки у виглядх дисперсних часток в матриц! сплаву, при оптимальних морфолог i í i розпод1л1, можу.ть бути ефективними бар'срами на шляху рухомих дислокац!й при деформуванн! металу. Так, карбгд циркон1ю Zrc суттево п1двищуе onip деформуванню i руйнуванню ванад1ю при тривалому навантаженн! нав1ть на базах до 5000 год., коли твердорозчннне змхцнення малоефективне.

Сум1сне легування ванад1ю nlo6ien, циркон1ем i вуглецем приводить до ще б1льщ суттевого п1двищення його м-1цност1. М1цн1сть сплавíb системи V-Hb-Zr-c при 1273 К становить в1д 100 МПа для концентрацП 0,3 нас."/» Nb до 350 МПа для 15мас."/.. Сл1д в1дм1'тити, що отринан! значения перевицують встановлен1 для бшарного ванад1й- Hio6isBoro сплаву з 20 иа.с.% Nb. При 10 мае. % Nb границя трлвало! м1цност1 сплавав на базг 1000 год (1173 К)-Й1льша, шж сплаву ВЦУ в 5 раз, а нелегованого ванадш - у 8 i складае 120 МПа (рис.4). За жаромщн1стю сплави аналог1чно! системи з молЮденом значно поступаються тим, що м1стять nioOift.

10 4

% с

10*

*

ь01

1013 М73 г к

Рис.4. Оп1р тривалому деформуванню (а,б) нелегованого вана-Л1Ю марки ВнМ-2 (1) 1 сплав1в на його основ: - ВДУ (2), ВВ (3,4), ВН (5,6), ВТа (7,8), ВТ11 (9), ВТО (10), ВЦУН10 (11) в координатах Ларсена-Шллера при с=20 та 1зол1нП швидкост1 повзучост! (в) залежно в1д температурно-силових умов випробувань: о - ВнМ-2, о - ВН18, о - ВЦУН10

Легування титаном Шдвищуе границю тривало! м1цност1 ванад1ю лише при невисоких його концентрац1ях (3... 8 мае. %) у сплавь Однак, пор1вняно з ванад1ем, титан б1льш активний по в1Дношенню до кисню, внасл1док чого виникае можлив1сть оксидного змЩнення таких сплав1в. Випробучання на тривалу м1цн1сть показали, що кисеньвм1сн1 ванад1й-титавов! сплави мають тдвищену жарЪм!цн!сть. М!цн!сть сплаву У-11т1-0,17 о (мае.-/.) майже в 2., а границя тривало! мщност1 при 1173 К на баз1 5000 год у 3 рази вши, н1ж 01парного сплаву V - 11 Тх.

ЕлектронноскоШчним ! ренгеноструктурним фазовими анал1зами сплавах ванад1ю, то м1стять цирконШ 1 вугледь, виявлено надлишкову фазу, яка е видхленнями карб1д1в гге, чгс ! чс р1зно! дисперсност! 1 морфологи. Додаткове введения н1об1ю або мол!бдену дето !х подр1бнюе, викликаючи зыхнп форми В1Д глобул до пластин. 1дентиф!кац1Я фаз св1дчить. що, як 1 у сплавах системи •у-ыь-гг-с, глобулярну форму мають вид!лення карбиду циркон!ю з ГЦК-граткою, близького за стех!ометр1ею до ъгс. Вид!лення метастаб1льного карб!ду У.,с у вигляд! великих пластинчастих часток теж мають ГЦК-гратку. 1дентичн1сть фазового складу ВЦУ та !нших складнолегованих сплав1в, що м1стять циркон1й 1 вуглець, та

У

pi3Ha ix жаромщшсть п1дтверджують ефективгпсть розчинно-дисперсШного типу зипщення пор1вняно з чисто карбШпш чи твердорозчиншш. Бьтьы впсока м1цн1сть сплавхв системи v-Nb-zr-c, н1ж v-Mo-zr-c (при перерахунку на 1 ат.'/• мол1бдену чи Hioöiio), пояснюеться íctothíhiiim спотвореннням гратки перших, оск1льки нев1дпов1дн1сть атомних po3MipiB Hioöira i молибдену по вщкошенню до атом 1 в ванадш складае 8У. i 3°/. водпов^дно.

Одним 13 факторов, що визначають жаромШпсть мэталевих матер1ал1в, е стаб1льн1сть заданих властивостей при тривал1й дП високих температур. Згчдно з результатами тривалих високо-температурних випробувань (ресурсних) в гетерофазних сплавах ВЦУ, ВЦУН i ВЦУМ з часом вгдбуваеться дорозпад твердого розчину, що п!дтверджуеться зниженням параметру гратки матршп (рис.5). Фазовий склад карб1дно'£ складово! в npoueci старшая залишасться постпшим. Однак, к1льк1сть Kapöifly Zrc зростае i перебувае в складн1й залежност! в1д прикладених напружень. Smíhii параметр1в гратки матриц! сплаву ВЦУ та основно! карбхдно! фази zrc i iHTeHCHBHOCTi Н лйШ Clll] та мЩност! з1старених зразк!в' св1дчать, що напруження прискорюють дорозпад твердого розчину.

3

И--

9 Рис. 5. Вплив Р1ЕНЯ (к) 7 напружень (сг) попередн1х 5 навантажень i часу витримки на . 5 параметр гратки матриц! сплаву ВЦУ, J - iHTeHciiBHiCTb л1нП ^ «[111] карбиду . ZrC

Z~WOtag Г—Я ------

1000tag^

Ло певних (критичних) напружень цей процес штенсифшуоться 1 супроводжуеться видоенням карб1ду циркон!ю. При Оольш високих напруженнях цей ефект в1дсутн!й. Встановлено, що при температурах стар1ння 1073 1 1173 К критичн1 напруження складають 15... 20/. в1д границ! тривало! м1цност1.

В сплавах системи у-тч-о ренгеноструктурними досл!дженнями внявлено дрЮнодисперсн! ыонооксидп титану 1 ванадш, а також оксиди типу (V, Т1)о При довготривалхй дП температури фазовий

склад цик сплав 1в зьишоеться. Утворюеться оксид глобулярно! форми типу рутилу, близький за стех1ометр1сзо до ТЮ2.

У п'ятому розд!л1 встановлено, що, з точки зору впливу на жаромщшсть, для ванад1евих сплав!в найбальш шк1дливе неконтрольоване 'насичення з реакторних середовищ киснем 1 азотом та утворення на поверху металу п'ятиокису ванад1ю v205, який мае низьку температурою плавления (948 К). Термодинам1чними розрахунками показано, що у гел!евому теплоносП при температурах вище 820 К легкоплавкий оксид у2об повинен бути нестаб1льним (парц1альний тиск кисню, при якому утворюеться менший

рхвноважного парщального тиску кисню в газовШ сум1ш1). В цих умовах б1льш стабыьн! нижч1 оксиди ванад1ю Уг04, о та

його монокарб1д. Методами* рентгеноструктурно'го та х1м1чного анал1з1в• встановлено, що 1 в натрП (при заданих концентрациях кисню) У205не утворюеться, а л1т1й, як в1домо, в1дновлюе оксиди ванад1ю до чистого металу. Шсля тривалих витримок у вакуум1, гелП, дюрометричн1 вим1рювання дозволили встановити крайовий ефект пщвищення М1кротвердост1 по перерезу нелегованого металу та деяких сплав1в. Цей факт, а також дан! х!м1чного анал1зу св!дчать про IX газонасичення домшками вт1лення. Проведен! теоретичн1 розрахунки показали, що в процес1 взаемодп з середовищами при температурах > 1000 К розпод1л домошок вт1ленн'я по перер1зу зразка може бути нер1Вном!рним аж до моменту утворення сполук. Експериментальш досл1дження п!дтвердили проведен! розрахунки. Було встановлено, що у безмасляному вакуум! 1 насичення домшками втыення практично в1дсутне, в дштпчному (2) пе5и 1073 К воно незначне (табл.6) 1 р1вном1рне по перёр1зу.

Рентгоноструктурний анал1з, грав1метричн1 вим!рювання, анал1з проф1л1в м1кротвердост1 по перер1зу '! поиаровий х1М1Чний анал1з поверхневих та внутршшх шар1в металу св1дчать, що при взаемодП ванад1ю ! його сплав!в з гел!ем на !х поверхн! утворюються оксиди 1 карб!ди легуючих елементхв. На нелегованому ванадП приповерхневий шар складаеться з окису У2оз (сл!ди) 1 карб!ду лгс, який мае певн1 захисн! властивост1, оск1льки з часом короз!я в глибину металу не розвиваеться. Зг1Дно з результами випробувань розтягом п1сля тривалих витримок в гелП (при 1023 ! 1173 К), сплави з вольфрамом, Н10б!ем, цирконгем, хромом ! мол!бденом окрихчуються 1 5 стае ыеншим 1°/.. Для б1нарних сплав1в

з титаном цей показник стаковить 8. ..11%, а ВнМ2 - 24°/. ГНсля експозицП ванадш 1 сллав1в в гел11 1 1 2 гпдвнщуеться !х оп1р тривалому руйнувашпо при 1073 К пор1вняно з вихШшм станом.

Таблиця 6

'Вплив середовищ 1 режим1 в 1зотерм1Чних витринок 'на газонасичення ванадш та сплав1в на його основ!

Сплав Середовище Т-ра,К Час, Концентрагця елемент1в вт1лення, мас%

год. вуглець | кисень | азот -

ВнМ2 Вакуум 1 1123 500 0,050 | 0,050 | 0,040

_ 11 _ 5000 0,045 | 0,052 | 0,040

ВнН2 Вакуум 2 - " _ 120 0,050 1 0,100 | 0,040

ВнМ2 Гелш 1 1023 2500 0.30 | 0,60 1 0,10

НПО - " _ -и _ 1,15 | 2,20 | не визн.

ВЦУН1 _ " - -" _ 0,50 | 7,20 1 " " -

ВнМ2 Л1т1й 1 973 500 0,281 | 0,019 | 0,021

Лгпй 2 973 500 0,304 | 0,034 | 0,036

Лппй 3 973 500 I 0,025 | 0,028

ВТ10 ЛШй 1 973 500 0,374 | 0,037 | 0,029

Л1т1й 2 973 500 0,391 | 0,042 | 0,038

ВТЗО Л1т1й 1 973 500 ■ 0.446 0,045 | 0,034

Л1тШ 2 973 500 0.452 | 0,060 | 0,045

ВнМ2 Натр1й 1 973 500 0,400 | 0,110 | 0,020

Натр1й 2 - 973 500 0,430 | 1,070 | 0,070

Натр1й 3 973 500 0,012 | 0,338 | 0,008

Тривал1 короз1йн1 внпробування зразк1в ванадш 1 сплаву ВЦУ в гели 1, попередньо 13отерм1чно (1173 К) витриманих у вакуум1 л1д навантаженням 1 без нього, та наступний анализ зм1ни В1дносного видовження показали, то метал, який був шд навантаженням, мае меншу пластичнють. Для нього характера значн1 залишков1 деформацП та дефектность структури. Короз^йН! випробування в л1тп 1 натрП при 973 К св1дчать про нас.ичення. ванадш 1 його сплавав у першому випадку азотом, у другому -киснем. Насиченкя зростае з П1двищенням концентрацгI активних газ1в в розплавах. Висока швидк1сть насичення спричиняе зм1ну

мехаьпчних властивостей матер1ал1в нав1ть в процеса тимчасових випробувань розтягом. Анализ м1крогвердост1 показав, ио по перер!зу зразкхв нелегованого ванадхю вона однакова. Ця закономipHicTb характерна i для сплав1в з HioöieM, вольфрамом, танталом, мол1бденом, хромом. Сплави, з титаном, титаном i хромом сумхсно, циркон1ем насичуються нер1вном1рно, то проявляеться в ход1 кривих м1кротвердост1 по nepepi3y зразк1в. За характером 3MiH вони роздхляються на дек1лька тшпв: I - равномерного насичення; II - з крайовим п1двищенням твердости; III - з поверхневим зниженням; IV - прокижковий. (.Икроструктурний i ренгеноструктурний . анал1зи показали, що проф1л1 типу II в1дпов1дають утворенню продукт! в реакцП металу з газовими складовими середовищ (VC в гелП) або зон внутршнього окислення. Осташп характеры! для сплав1в, що м1стять легуюч1 елементи, в1льна енергчя утворення сполук яких з активнйми газами значно нижча, Hi* ванадш. Поверхнев1 i приповеркнев1 шари у цьому випадку проявляють захиону д1ю проти газонасичення. Це сприяе зменшенню деградацП пластичних властивостей сплав1в. КонцентрацШн! залежност1 впливу легуичих елемент1в на механ1чн1 властивост1 ванад1ю теля дП газових i р1дкометалевих середовищ

якiсно nofliÖHi до отриманих у спектрально-чистому aproHi.

10 Щг Ю5 1.т

Рис.6. Тривала мщн1_сть при 1073 К ванад!ю 1 деяких ванад1евих сплав1в у вакуум! (виххдний стан) та у лхтП 1 1 Шсля витримок при 1023 К у гелП 1.

Шсля витримок в гелП х натраI тривала.м1цн1сть зростае,*а в розплав). л1т1ю - падае (рис.6). Це пояснюеться- особливостями газообмшу 1«ж ршкою 1 твердою фазами, р1зною дифузШною рухли-В1стю 1 напрямками поток1в його компонент1в. Х1м1чний склад (за домшками вт1лення) ванад1м 1 деяких сплав1в п1сля короз1йних 1 механ1чних випробувань в реакторних середовищах наведено в табл.6.

Шостий розд1л присвячено розгляду основних напрямк1в тдвищення жаром1цност1 i короз1йно! ctííikoctí перспективних ванад1евих сплав1в реакторного призначення та 1х практичны! реал1зацП.

Анала'з даних, отриманих в npoueci високотемпературних конплексних короз!йно-механ1чних досл1джень у вакуум!, гелП, р'озплавах л1т1ю i натр!ю, дозволив встановити (вище 1000 К) високу ефективн1сть розчинно-дисперс1йного змшнення ванад1ю пор1вняно з твердорозчинним (як з элементами вт1лення, так i зам1щення) та чисто дисперсШним (рис.7) i рекомендувати його застосування з метою п1двидення 'жаром1цност1 малолегованих ванад1евих сплав1в реакторного призначення для експлуатацП в умовах контрольованого газооСШну з в 1 дпов 1 днями середовищами.

200

Ж150 *100

50

° 1 10 100 1000 С; год

Рис. 7. Тривала м1цн1сть ванад1ю з твердорозчинним, дисперс!йним карб1дним 1 розчинно-дисперс Шшм кар01дним та оксидним змщненнями (bmíct легуючих елемент1в в мас.%)

Як правило, до складу таких сплав iв повиши входити елементи V, ' VI-A груп пер1одично1 системи, як1 забезпечують суттеве твердорозчинне змщнення та елементи, здатн1 створювати у ванад1ев1й матриц! термодинам1чно стаб1льн1 видолення KapOifliB i оксид1в. Прикладом реал1зац11 розчинно-дисперс 1йного змШнення можуть бути жаром1цн1 сплави. .на 6a3i систем v-Nb-zr-c, v-Mb-2r-c та розроблен1 hobí сплави - v-ti-o, v-Ta-Hf, v-cr-Nd (табл.7).

Експериментально встановлено, що Ti, zr, Hf, se, у, Nd не лише сприяють утворенню змщнюючих фаз у ванад1ев1й матриц!, але й пгдввдують його короз1йну cTiñKicTb в умовах обмеженого газо-насичення з реакторних середовии, оск!льки зменшують розчишпсть домшок вт!лення i утворюють в!дпов!дн! продукти реакцП як в об'ем!, так i на поверхн! металу. KpiM цього, легування згаданими елементами покращуе пластичн1сть ванад1евих сплавхв.

Таблиця 7

Короз1йно-механ1чн1 властивост! розроблених сплавгв в реакторних середовищах пор1вняно з ванад1ем марки ВнМ2

Сплав 1 Т-ра мех. |Т-ра кор. | Час, [Шв. кор. , \<тв,\от, \ б,х| Середо-_) випр.Д ! випр.,К | год | г/ (м?год)МПа| МПа] | виде

ВнМ2 298 873 873 873 1500 1500 3,8 348 245 210 100 26,8 12,5 пот1к Иа

у+ль+гг 298 873 873 873 1500 1500 1,51 483 380 335 208 30,0 25,0

ВнМ2 298 873 873 873 1500 1500 - - - 0,8 4,5 пот1к В1

V+Ta+Hf 298 873 873 873 1500 1500 : : : 9,1 17,0

ВнМ2 298 873 723 923 500 500 |305 | 184 _ 28,9 2,3 пара Сэ

У+Сг+Бс

298 873

723 923

500 500

31,0 21,0

ВнМ2

У+Сг+Ш[

553

I водяний 'теплонос1й

| 553 | 1000| 0,02 | - 1 - | - | р= 12 МЛа

10001 0.12

3 метою п1двищення жарост1йкост1 (виде 1000 К) ванад1Ю 1 малолегованих сплав1в на~ його основ! було апробовано !х захист в1д газонасичення (окисления) шляхом нанесения багатошарових дифуз1йних покрить з розплав1в легкоплавких метал!в. Так, при застосуваннх розплав1в натр1ю з Сором 1 кремн1ем, поетапно, на' ванадП 1 сплав 1 ВЦУ було отримаио двохшарове боросил^цидне покриття, в якому силщидний шар виконуе функцП жарост1йкого, а боридний - бар'ерного проти розсмоктування кремн1ю 1 проникнення кисню в матрицю. Боросил1цидн1 покриття цього типу вхдзначаються високою стаб1льн1стю, оск1Льки зберхгають незмшними свШ склад Д структуру протягом 5000 год при 1173 'К.

Нами також показано, що введения кисню в сплави системи У-Т1 дозволяе суттево пгдвищити !х високотемпературну м1цн1сть. У зв'язку з цим були досл1джеп1 передумови формування фаз вт1лення в продес1 х1м1ко-терм1чно'1 обробки ванадШ-титанових сплав1в, яка полягае в окисленн! моталу на повхтрг нижче 948 К з утворенням оксиду У205 1 наступному двохетапному вакуумному вщпал!: при 1300. .. 1500 К з метою розчинення оксидно! плавки та гомоген1зацП' кисню в об'ем1 металу 1 при 1100. ..1200 К для формування оптимально! структури. Запропонована х!м1ко-терм!чна обробка

дозволила п1двищити оп!р тривалому деформуванню сплав1в V -5... и(%мас. )Т1 на базг 5000 год у три рази.

Основн! результати та висновки

1. На основ! комплексних високоте'мпературних корозШно-нехан1чних випробувань у вакуум]., газових (гел1й) та р1дконеталевих теплонос1ях (розплави л!т1в, натрш), вивченння фазового складу ! еволюцП структури в процес! стар1ння п1д напруженням, *анал1зу. впливу легуючих елементДв на довготривалу м!цн!сть та повзуч1сть розв'язано важливу науково-технхчну проблему п!двищення жаромхцност1 ! корозгйно! ст1йкост! ванад!ю.

2. Диференц1йовано в!дносн1 вклади нев!дпов!дностей в атомних розм1рах 1 пружних характеристиках елемент1в зам!щення 1 розчинника у змщнення твердих розчинов на основ! ванад].ю. Показано, що з П1двищенням температури випробувань (-0>5гл/?) вклад розм^-рного фактору у змщнешп ванад1ю зростае. За ефективнютю пгдвищення жаром1цност1 ванад1ю легуюч! елементи знаходяться в настутпй посл1довност1 титан, хром, тантал, н1об1й, вольфрам.

3. При досл1дженн1 к1нетики фазових перетворень в потр1йних та почетверних сплавах на основ 1 ванад1ю, (У-гг-с, у-нь-гг-с, у-мо-гг-с, у-т!-о) показано, до змщнюючими фазами у сплавах з вуглецем е переважно карб1ди циркон1в (ггС) 1 ванад1ю (угс, ус), а з киснем - оксиди титану (т102х.). У процес1 ресурсних випробувань встановлено, що п1д д1сю температури 1 напружень в1дбуваеться' багатостад1йняй дорозпад твердого розчину на основ! ванадт • У сплавах системи у-2г-с (ВЦУ) в1н 1нтенсиф1куеться експернментально визначеними (критичними) напруженнями, що виникають внасл1док прикладання статичних навантаже1!ь, 1 супроводжуеться додатковим вшпленням вторинно! фази ггс (перша стад1Я). При б1льш високих напруженнях, на друг1й стад11, карбгд диркон1ю розчиняеться 1 на третш - його вкист стае близьким до вих1дного та в1дпов1дас р1вноважному стану системи у-2г-с.

4. В процес1 деформування короткотривалим розтягом в диапазон) 300... 1400 К вперше встановлено температурн1 штервали нестаб1льност! механ1чпих властивостей тугоплавких метал1в У-А групп 1 сплав1в на 1х основ1 п1сля дП динамичного вакууму,

гел!евого теплоносоя, розплав1в лотою 1 натрш та безпосередньо в л1тП, а для сталей типу ВНС55 - в контакт). 13 свинцем 1 мхддю. Показано, то змони пластичност! I м^цносто зумовлено динам1чним деформашйним стар1ннян 1 к1льк1сно регламентуюгься концентрагцею та ф1зичною природою "доммок вт1лення в метало, швидк1стю його деформацП. У випадку дослхджуваних сталей визначальним е високотемпературне ршкоыеталеве окрихчення, температуря! онтервали прояву та к1льк1сн! показники якого залежать вод х1м1чного складу та сшвв1Дношення фазових складових сталей, зокрема, вм1сту 5-фериту, який в межах до 4...6 об.% подвищуе оп!р окрихченню.

5. На основ1 результатов високотемпературнин (>973 К) довготривалнх (5000 год) випроСувань встановлено, що зм1на жаромоцност! перспективних сплав¡в реакторного призначення на основ1 ванадою в динамичному вакуумо, гел!евому теплоносоо 2 розплав1 натр1ю зумовлена, в • основному, насиченням твердого металу киснем, вуглецем 1 азотом,а в л1тП - вуглецем та азотом 1 переходом кисню з твердого металу в розплав.

6. Розроблено способ змШнюючо! хшжо-термочно! обробки титанвкЦсних сплав1в на осново метал1в У-А групи 1 вироб1в з них, яка редл1зуеться переважно у три стадП: окислешп на повотро, наступних гомоген1зуючому високогемпературному водпал1 та старшн! (а.с.^М 1369330, 1148369).

7. На п1дстав1 узагальненнл результатов комплексного вивчення впливу 'легування на жаромщн1сть 1 корозШну ст1йк!сть ванадою в процесо високотемпературно! довготривало! взаемодоо (г5000год.) з безмасляним вакуумом (~10"4 Па), гел1евим теплонос1ем, розплавами лотов 1 натр1ю, рекомендовано матероали для забезпечення досл1дно-конструкторських розробок атомних установок БГР-300, ВГ-400, оптимозовано хом!чний склад 1 структуру сплав1в серП ВЦУН, випуск яких освоено у виглядо нап1вфабрикат1в на Г1РГДМЕТ.

8. Розроблено х1м1чн1 склади нових перспективних жаромоцних баГатокомпонентних сплав1в реакторного призначення на основ 1 систем у-Та-о, у-нь-гг, у-Та-нг, у-сг, що застосовуються або плануються до використання у високотемпературних ядерно-енергетичних установках (а.с. 1104904, 232938, 306629, 317069, 313087).

0сновн1 публ!кацП за матер!алами дисертац1йно1 роботи

1. Широков В.В. Влияние легирования на эксплуатационные свойства ванадия и его сплавов II Физ. -хим. механика материалов. -1986. - й 5.'- С. 55-59.

2. Широков В.В. Высокотемпературная ползучесть ванадия и сплавов на его основе // Там же - 1987. - № 6. - С. 32-36. ,

3. Широков В. В. Влияние термообработки на скорость ползучести сложнолегированных сплавов ванадия //, Там же - 1989. - Ж5. -С. 53-55.

4. Широков В. В. Влияние омеднения на механические свойства сталей типа 03Х13Н4Г5М2 в широком диапазоне температур // Пробл. прочности. - 1994. - № 2. - С. 48-54.

5. Широков В. В. Влияние высокотемпературного старения на механические свойства и структуру некоторых тугоплавких сплавов ванадия // Сб. науч. тр. - Киев: ИСМ АН УССР, 1982. - С. 33-36.

6. Максимович Г. Г. , Лютый Е. М. , Широков В. В. Влияние длительного высокотемпературного старения на прочность сплава ВЦУ // Физ. -хим. механика материалов. - 1979. -Ун 4. - С. 77-80.

7. Ренгеноструктурн! досл1дження ванад1ю 1 сплаву ВЦУ п1сля довготривалого высокотемпературного стар1ння у вакуум! п!д навантаженням / Г. Г. Максимович, Е. М. Лютий, В. В. Широков, П. М. Зузяк // Доп. АН УРСР. Сер.. А. - 1980. - № П. - С. 89-93.

8. Лютый Е. М. , Широков В. В. Влияние длительного высокотемпературного старения в вакууме на прочностные характеристики сплавов ванадия // Физ. -хим. механика материалов. - 1980. -№ 3. - С. 53-56.

9. Гальчинский Л. В. , Широков В. В. Исследование высокотемпературной прочности сварных соединений ванадия // Вестн. Львов, политехи, ик-та. №156. Технология машиностроения и динамическая прочность машин. - Львов, 1981. - С. 15-16.

10. Широков В. В., .Елисеева 0. И. Влияние примесных атомов на механические свойства металлов У-А группы и сплавов на их основе // Физ.-хим. механика материалов,- 1982.- №6. - С. 16-20.

11. Влияние легирования на прочность ванадия / Г.Г.Максимович, Е. М. Лютый, В.В.Широков и др. II Пробл. прочности. - 1982. -Уе 11. - С. 89-93.

12. Влияние твердорасгворного упрочнения на длительную прочность

ванадия / Г. Г. Максимович, Е. И. Лютый, В.В.Широков и др. // Физ. -хим. механика материалов. - 1982. - ü 2. - С. 63-66.

13. Елисеева 0. И., Широков В. В. Внутреннее окисление сплавов системы V-Ti // Там же - 1983. - Я 5. - С. 69-72.

14. Лютый Е. М., Широков В. В. , Степашшин В. И. Повышение жаростойкости ванадия и сплава ВЦУ нанесением покрытия из расплава натрия // Таи же - 1983. - № 6. - С. 95-96.

15. Коррозионная стойкость ванадиевых сплавов при воздействии примесей инертных газов / Л. й.Емельянова, Ю. В. Перетягин,

• В. В. Широков и др. // Там же. - 1984. -13. - С. 79-82.

16. Влияние ниобия и молибдена на жаропрочность дисперсионно-упрочненных сплавов ванадия / Е. М. Лютый. В.В.Широков, И. П. Дружинина и др. // Металловед, и терм, обраб. металлов. -1984. - № 6. - С. 48-50.

17. Влияние внутреннего окисления на длительную прочность ванадий-титанового сплава / Г. Г. Максимович, Е. М. Лютый, О.И.Елисеева, В.В.Широков // Физ.-хим. механика материалов.

- 1984. - № 6. - С. 19-22.

18. Влияние легирования элементами IV, V и VI подгрупп на окисление ванадия при нагреве на воздухе / В. В. Широков, Р. Д. Венгренович, И.М.Касьян, В. И. Степанишин // Там же - 1985..

- № 5. - С. 6-8.

19. Повышение жаростойкости ванадия силицированием / Е. М. Лютый, 0. С. Цвикилевич, В.В.Широков, В. Е. Степанишин // Там же - 1987.

- № 4. - С. 43-46.

20. Широков В. В., Соболевский А. Т. Повышение жаростойкости титановых сплавов легированием // Там же - 1989.- №1.- С. 120-121.

21. Цвикилевич 0. С. , Широков В. В. , Степанишин В. И. Структура и свойства интерметаллидного никель-алюминиевого покрытия, полученного в среде легкоплавких металлов на стали 08Х16Н11МЗ // Там же - 1990. - № 6. - С. 89-92.

22. Лютий £. М., Широков В. В., Степанишин В. I. Вплив xiMiKo-терм1чно1 обробки в розплавах лужних металДв на механ1чн1 властивост1 тугоплавких метал!в i сплав1в // Там же - 1991. -№2. - С. 52-57.

23. Охрупчивание сталей типа ВНС55 припоем на основе меди / В.В.Широков, И. Г. Дмуховская, Г. С. Кривоногов и др. // Физика и химия обраб. материалов. - 1991. - Js 5. - С. 132-139.

24. Каляндрук В. И. , Широков В. В., Лютий G. М. Вплив довготрнвалого старения на структуру i фазовий склад сплаву V-Mo-Zr-C // Ф13. -xiH. механика матер1ал1В. - 1992. - Я 2. - С. 75-80.

25. Влияние термической обработки на структуру, фазовый состав и механические свойства сплава ВН -10 / О.И.Елисеева, В. И. Каляндрук, А. А. Денисова, В. В. Широков // Там же - 1993. - JM. -С. 62-68.

26. A.c. 1104904 СССР, МКИ С 22с 27/02. Сплав на основе ванадия / В. В. Широков, 0. И. Елисеева, Лютый Е. И. и др. - 22. 03. 84.

27. A.c. 1148369 СССР, МКИ С 23с 8/10. Способ химико-термической обработки сплавов на основе тугоплавких металлов / Г.Г.Максимович, В.В.Широков, О.И.Елисеева и др. - 01.12.84.

28. А. с. 1192405 СССР, МКИ С 23с 12/00. Способ нанесения жаростойких покрытий / Г. Г. Максимович. В. В. Широков, Е. М. Лютый и др. - 15. 07. 85.

29. А. с. 1369330 СССР, МКИ С 23с 8/10. Способ химико-термической обработки тугоплавких материалов / Е. М. Лютый. В.В.Широков, 0. И. Елисеева и др. - 22. 09. 87.

30. A.c. 1391118 СССР, МКИ С 22с 20/02. Сплав / Г. Г. Максимович,

B.В.Широков, А. Т. Лизун - 07.03.87.

31. А. с. 1383839 СССР, МКИ С 23с 10/22, С 23с 12/00. Способ нанесения коррозионно-стойких покрытий / Г. Г. Максимович, Е. М. Лютый, В. В. Широков и др. - 22.11.37.

32. Широков В. В. Влияние предварительных напряжений при высокотемпературном старении на изменение параметра решетки карбида циркония в сплаве ВЦУ // Материалы IX- конф. молодых ученых ФМИ АН УССР. Секция ФХММ. Львов, 1979. - Львов, 1980. -

C. 211-213. - Деп. в ВИНИТИ 27.10.80, №4423-80.

33. Широков В. В. Влияние высокотемпературного старения на структуру и фазовый состав ванадиевых сплавов // Материалы X конф. молодых ученых ФМИ АН УССР. ■ Секция ФХММ. Львов, 1981. -Львов, 1982 - С. 193-200. - Деп. в ВИНИТИ 12.04.83, №1948-43.

34. Павлина B.C., Широков В. В. , Лютый* Е. М. Прогнозирование характеристик длительной прочности конструкционных материалов при воздействии жидкометаллических сред // Тез. докл. I Всесоюз. симпоз. "Новые жаропрочные и жаростойкие материалы". U. , 1989. - М. , 1989. - С. 48.

35. Широков В.В. Жаропрочность ванадиевых сплавов - перспективных

материалов стенки ТЯР // Тез. докл. Всесоюз. конф. "Радиационное воздействие на материалы термоядерных реакторов", Ленинград, 18-20 сент. 1990 г. - Ленинград, 1990. - Ч. 1. - С. 112.

36. Цв1К1левич 0. С., Степанииган В. I. , Широков В. В. РозроОка захисних покрить для нанесення з рсзплав1в легкоплавких метал1в // Тез. доп. I М1жнар. конф. "Конструкц1йн1 та функц1ональн2 матер1али", Славсько, Льв1в. обл., 20-23 верес. 1993 р. - Льв1в, 1993. - С. 105.

37. Широков В. В., Кондир 3. М. Високотемпературне р1дкометалеве окрихчення сталей типу 03Х13Н4Г5М2 // Мат. mixh. конф. "Короз1Я-94"/ - Льв1в, 3-7 жовтня 1994 р., Ф1зико-механ1чний 1нститут HAH Укра1ни, 1994, - 310с. - С. 54

Sunwary. Shyrokov V.V. High-temperature Strength Increase of Prospective Vanadium Alloys, Used in Reactors, by their Alloying and Chemical-thermal Treatment.

The dissertation presented for a doctor's degree (technical) speciality 05.02.01 - material science, in machine building. Karpenko Physiko-mechanical Institute of the National Academy of Science of Ukraine, L'viv, 1996.

Almost 58 scientific papers are being defended in which new data on high-temperature vanadium ard lowalloyed (up to 15 at."/.) alloys on its base are presented for the conditions of durable (up to 5000 h) high-temperature'(973...1173 K) effect of helium, lithium and sodium melts modeling reactor heat-transfer agents and in vacuum (10"4Pa). Kinetic of phase transformations in v-Zr-c, v-Nb-Zr-c, v-Mo-Zr-c, v-Ti-o systems under -stressed long-therm ageing is analyzed. The multistage before decay of solid solution and its intensification as a result of stresses effect are stated. Isothermal diagram's of VTzU (v-Zr-c) alloy decay are constructed.

Recommendations • on alloying elements selection for high-temperature strength increase of vanadium and its alloys, used for reactors; new developed alloys on the base of v-Ti-o, v-Nb-Zr, v-Ta-Hf, v-Cr-Sc, v-Cr-Nd systems and new method of chemico-thermal strengthening of vanadium-titanium alloys using oxygen from the air were widely used for engineering development of high-teraperature nuclear plants.

Аннотация. Широков В. 3. Повышение жаропрочности перспективных ванадиевых сплавов реакторного предназначения путем легирования и химико-термической обработки.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.02.01 - материаловедение з маииностроении. Физико-механический институт им. Г. В. Карпенко НА)! Украины, Льеов, 1996'.

Защищается 58 научных работ, в которых содержатся новые сведения о жаропрочности ванадия и малолегированных (до 15 ат.'/.) сплавов на его основе в условиях длительного (до 5000 час) высокотемпературного (973...1173 К) воздействия вакуума, гелия, расплавов лития и натрия, моделирующих реакторные теплоносители (10~4Па). Проанализирована кинетика фазовых превращений в сплавах систем у-гг-с, у-тэ^г-с, у-мо-гг-с, у-п-о в процессе длительного старения под напряжением. Установлена многоста-дийность дораспада твердого раствора и его интенсификация вследствие воздействия напряжений. Построены соответствующие изотермические диаграммы распада сплава ВЦУ (у-гг-с).

Рекомендации относительно выбора легирующих элементов с целью повышения жаропрочности ванадия и ванадиевых сплавов реакторного предназначения; разработанные новые сплавы на базе систем у-Тл.-о, у-шэ-гг, у-Та-м, у-сг-Зс, у-Сг-ий; новый способ упрочняющей химико-термической обработки ванадий-титановых сплавов с использованием кислорода воздуха нашли применение при опытно-конструкторских разработках высокотемпературных ядерных установок.

Ключов! слова: ванад!св1 сшиби, ресурса короз1йно-механочн! випробування. структурна стаб1льн1сть, високотемпе-ратурн! реакторн1 середовииа, вакуум, гел1п, л1т1й, натр1й, жаромЩшсть, легування, змщнююча х1м!ко-терм1чна обробка.