VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2016

Цирконий является одной из важнейших добавок, легирующих твердый раствор жаропрочных сплавов, которые нашли широкое применение в качестве конструкционных материалов различных устройств, работающих при высоких температурах. При воздействии высоких температур требуется учитывать диффузионную подвижность легирующих компонентов сплава, которая при наличии градиентов химических потенциалов, возникающих в процессе эксплуатации изделий, приводит к перераспределению концентрации исходных компонентов в материале. В связи с этим проанализированы особенности диффузионных процессов, связанных с цирконием, в тугоплавких металлах и сплавах.

Следует учитывать, что в процессе радиоактивного распада изотопа циркония может образовываться радиоактивный изотоп ниобия, который обладает более мягким по сравнению с цирконием излучением, что затрудняет исследование диффузии циркония, например, в молибдене. При диффузии смеси изотопов ниобия и циркония последний, как более легкоплавкий, диффундирует быстрее и на значительных от поверхности образца расстояниях практически свободен от примеси ниобия. При этом интенсивность диффузии циркония значительно ниже чем самодиффузии молибдена при температуре 1700°С и практически равна при 2000 °С.

Взаимное влияние диффузионных процессов на узлах и на междоузлиях приводит к эффекту, обнаруженному при изучении взаимодействия сплавов цирконий — ниобий с азотом. В образцах сплавов при поглощении азота наблюдалось перераспределение атомов циркония и ниобия между центральной и приповерхностной областями.

Модифицирование поверхности жаропрочных никелевых сплавов с применением высокоэнергетических плазменных потоков позволяет обеспечить диффузию циркония на глубину до 10 мкм. На границах зерен наблюдается повышенное содержание циркония и титана и пониженное содержание никеля, хрома, и кобальта.

Код для цитирования: Скопировать