RU2463377C1 - Method of chemical-thermal treatment of vanadium alloys alloyed with chrome and titanium - Google Patents
Method of chemical-thermal treatment of vanadium alloys alloyed with chrome and titanium Download PDFInfo
- Publication number
- RU2463377C1 RU2463377C1 RU2011117823/02A RU2011117823A RU2463377C1 RU 2463377 C1 RU2463377 C1 RU 2463377C1 RU 2011117823/02 A RU2011117823/02 A RU 2011117823/02A RU 2011117823 A RU2011117823 A RU 2011117823A RU 2463377 C1 RU2463377 C1 RU 2463377C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- semi
- finished products
- annealing
- vacuum
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиационного материаловедения и может быть использовано в технологических циклах получения полуфабрикатов сплавов на основе ванадия, легированных элементами IVA группы Периодической системы и содержащих элементы внедрения (C, O, N) в количестве не менее 0.04 вес.%, используемых в качестве конструкционных материалов в реакторах деления и синтеза, работающих в условиях облучения и повышенных температур, в частности в качестве оболочек тепловыделяющих элементов реакторов на быстрых нейтронах, элементов экспериментального модуля ДЕМО-РФ в реакторе ИТЕР.The invention relates to the field of radiation materials science and can be used in technological cycles for the preparation of semi-finished alloys based on vanadium alloyed with elements of the IVA group of the Periodic System and containing implant elements (C, O, N) in an amount of not less than 0.04 wt.%, Used as structural materials in fission and synthesis reactors operating in conditions of irradiation and elevated temperatures, in particular as shells of fuel elements of fast neutron reactors, elements of expert DEMO-RF module in the ITER reactor.
Известен способ получения листа сплава V-4Ti-4Cr, включающий прокатку слитка при комнатной температуре со степенью деформации 95% и последующие отжиги в вакууме 10-4 Па при Т=(600-1100)°C в течение 1 часа (A.Nishimura, A.Iwahori, N.J.Нео. Т.Nagasaka, Т.Muroga, S.-I.Tanaka. Effect of precipitation and solution behavior of impurities on mechanical properties of low activation vanadium alloy // Journal of Nuclear Materials 329-333 (2004) 438-441. (Proceedings of the Eleventh International Conference on Fusion Reactor Materials (ICFRM-11). Kyoto, Japan, December, 2003.)).A known method of producing a sheet of V-4Ti-4Cr alloy, including rolling an ingot at room temperature with a degree of deformation of 95% and subsequent annealing in vacuum of 10 -4 Pa at T = (600-1100) ° C for 1 hour (A.Nishimura, A. Iwahori, NJ Neo. T. Nagasaka, T. Muroga, S.-I. Tanaka. Effect of precipitation and solution behavior of impurities on mechanical properties of low activation vanadium alloy // Journal of Nuclear Materials 329-333 (2004) 438 -441. (Proceedings of the Eleventh International Conference on Fusion Reactor Materials (ICFRM-11). Kyoto, Japan, December, 2003.)).
Известен способ термомеханической обработки сплавов на основе ванадия, легированных элементами IVA группы Периодической системы и содержащих элементы внедрения (С, О, N) в количестве не менее 0.04 вес.%. Заготовки материалов подвергаются отжигу при температуре, превышающей температуру растворимости вторичных фаз, после чего осуществляется многократная термомеханическая обработка с применением метода многократного всестороннего прессования «деформация + отжиг» с заключительным стабилизирующим отжигом при Т=(950-1100)°C. Суммарная величина истинной логарифмической деформации достигает значений не менее е≥2. Патент на изобретение №2360012 C1, RU, МПК C21D 8/00 (2006.01). Способ термомеханической обработки сплавов на основе ванадия / Тюменцев А.Н., Коротаев А.Д., Пинжин Ю.П., Дитенберг И.А., Овчинников С.В., Литовченко И.Ю., Чернов В.М., Потапенко М.М., Крюкова Л.М., Дробышев В.А., ГОУ ВПО «Томский государственный университет» (RU), НИУ Институт физики прочности и материаловедения СО РАН (RU), ФГУП ВНИИ неорганических материалов им. А.А.Бочвара (RU) - №2007136404/02. Заявл. 01.10.2007. Опубл. 27.06.2009. Бюл. №18.A known method of thermomechanical processing of vanadium-based alloys doped with elements of the IVA group of the Periodic System and containing interstitial elements (C, O, N) in an amount of not less than 0.04 wt.%. The billets of the materials are annealed at a temperature higher than the solubility temperature of the secondary phases, after which multiple thermomechanical processing is carried out using the method of multiple comprehensive pressing “deformation + annealing” with final stabilizing annealing at T = (950-1100) ° C. The total value of the true logarithmic deformation reaches values not less than e≥2. Patent for invention No. 2360012 C1, RU, IPC C21D 8/00 (2006.01). Method for thermomechanical processing of vanadium-based alloys / Tyumentsev A.N., Korotaev A.D., Pinzhin Yu.P., Ditenberg I.A., Ovchinnikov S.V., Litovchenko I.Yu., Chernov V.M., Potapenko M.M., Kryukova L.M., Drobyshev V.A., State Educational Institution of Higher Professional Education Tomsk State University (RU), NRU Institute of Strength Physics and Materials Science SB RAS (RU), FSUE VNII Inorganic Materials named after A.A. Bochvara (RU) - No. 2007136404/02. Claim 10/01/2007. Publ. 06/27/2009. Bull. Number 18.
Недостатками представленных аналогов является необходимость достижения больших величин пластической деформации в процессе термомеханических обработок, что требует наличия соответствующего технологического оборудования. Малая объемная доля частиц второй фазы приводит к низкой эффективности дисперсного упрочнения. Низкая термическая стабильность частиц второй фазы в сочетании с неэффективным в таком случае при повышенных температурах совместным дисперсным и субструктурным упрочнением приводят к снижению температуры рекристаллизации и, как следствие, снижению прочностных свойств.The disadvantages of the presented analogues is the need to achieve large values of plastic deformation during thermomechanical treatments, which requires the availability of appropriate technological equipment. A small volume fraction of particles of the second phase leads to a low efficiency of dispersed hardening. The low thermal stability of the particles of the second phase in combination with the ineffective joint disperse and substructural hardening in this case at elevated temperatures lead to a decrease in the temperature of recrystallization and, as a consequence, to a decrease in strength properties.
Наиболее близким по технической сущности решением, выбранным в качестве прототипа, является способ термомеханической обработки сплавов V-4Ti-4Cr и V-5Ti-5Cr, включающий гомогенизирующий отжиг при температуре 1300°C в течение 8 часов, последующий нагрев слитков до температуры (850-1000)°C с выдержкой при этой температуре в течение (1,5-2) часов и выдавливанием на прессе с коэффициентом вытяжки 2-5. Далее производится отжиг в диапазоне температур (950-1100)°C в течение 1 часа и осадка прутков на гидравлическом прессе со степенью деформации не более 50% с последующим рекристаллизационным отжигом в диапазоне температур (950-1100)°C. В финале, обработанная по указанной выше схеме заготовка подвергается нескольким циклам «прокатка ε = 50% + рекристаллизационный отжиг при (950-1100)°C» (М.М.Потапенко, А.В.Ватулин, Г.П.Ведерников, И.Н.Губкин, В.А.Дробышев, B.C.Зурабов, М.И.Ватулин, Г.П.Ведерников, И.Н.Губкин, В.А.Дробышев, B.C.Зурабов, М.И.Солонин, В.М.Чернов, А.К.Шиков. И.П.Поздников, А.Н.Рылов. Малоактивируемые конструкционные сплавы системы V-(4-5)Ti-(4-5)Cr // Вопросы атомной науки и техники. Серия «Материаловедение и новые материалы». - 2004. - Вып.1 (62). - С.152-162).The closest solution in technical essence, selected as a prototype, is a method for thermomechanical processing of V-4Ti-4Cr and V-5Ti-5Cr alloys, including homogenizing annealing at a temperature of 1300 ° C for 8 hours, subsequent heating of the ingots to a temperature (850- 1000) ° C with exposure at this temperature for (1.5-2) hours and extrusion on a press with a draw ratio of 2-5. Next, annealing is performed in the temperature range (950-1100) ° C for 1 hour and the bars are deposited on a hydraulic press with a degree of deformation of not more than 50%, followed by recrystallization annealing in the temperature range (950-1100) ° C. In the final, the workpiece processed according to the above scheme is subjected to several cycles of “rolling ε = 50% + recrystallization annealing at (950-1100) ° C” (M.M. Potapenko, A.Vatulin, G.P. Vedernikov, I .N. Gubkin, V.A. Drobyshev, BC Zurabov, M.I. Vatulin, G.P. Vedernikov, I.N. Gubkin, V.A. Drobyshev, BC Zurabov, M.I. Solonin, V.M Chernov, A.K. Shikov, I.P. Pozdnikov, A.N. Rylov, Low Activated Structural Alloys of the V- (4-5) Ti- (4-5) Cr System // Problems of Atomic Science and Technology. Series “ Material science and new materials. ”- 2004. - Issue 1 (62). - S.152-162).
Недостатками прототипа является малая объемная доля частиц второй фазы и низкая эффективность дисперсного упрочнения. Низкая термическая стабильность частиц второй фазы в сочетании с неэффективным в таком случае при повышенных температурах совместным дисперсным и субструктурным упрочнением приводят к снижению температуры рекристаллизации и, как следствие, снижению прочностных свойств.The disadvantages of the prototype is the small volume fraction of particles of the second phase and low efficiency of dispersed hardening. The low thermal stability of the particles of the second phase in combination with the ineffective joint disperse and substructural hardening in this case at elevated temperatures lead to a decrease in the temperature of recrystallization and, as a consequence, to a decrease in strength properties.
Задачей настоящего изобретения является разработка способа повышения высокотемпературной прочности сплавов на основе ванадия за счет увеличения объемной доли мелкодисперсной фазы и повышения эффективности дисперсного упрочнения путем увеличения в ванадиевых сплавах содержания элементов внедрения.The objective of the present invention is to develop a method for increasing the high temperature strength of vanadium-based alloys by increasing the volume fraction of the finely dispersed phase and increasing the efficiency of dispersed hardening by increasing the content of interstitial elements in vanadium alloys.
Поставленная задача решается тем, что способ термомеханической обработки полуфабриков из сплава на основе ванадия, легированного хромом и титаном, включающий гомогенизационный отжиг полуфабрикатов при температуре, превышающей температуру растворимости вторичных фаз, многократную термомеханическую обработку, включающую пластическую деформацию и отжиг, и заключительный стабилизирующий отжиг при температуре 950-1100°C, отличается от прототипа тем, что на начальных стадиях многократной термомеханической обработки осуществляют термодиффузионное оксидирование, включающее термическую обработку на воздухе, приводящую к образованию окисных пленок, вакуумный отжиг при температурах Т=(450÷700)°C для поглощения кислорода, содержащегося в окисной пленке, поверхностным слоем полуфабрикатов с последующей термообработкой в вакууме, обеспечивающей однородное распределение кислорода по толщине полуфабрикатов.The problem is solved in that the method of thermomechanical processing of semi-finished products from an alloy based on vanadium alloyed with chromium and titanium, including homogenizing annealing of semi-finished products at a temperature higher than the solubility temperature of the secondary phases, multiple thermomechanical processing, including plastic deformation and annealing, and final stabilizing annealing at temperature 950-1100 ° C, differs from the prototype in that in the initial stages of multiple thermomechanical processing carry out thermal diff uzionic oxidation, including heat treatment in air, leading to the formation of oxide films, vacuum annealing at temperatures T = (450 ÷ 700) ° C to absorb oxygen contained in the oxide film by the surface layer of semi-finished products, followed by heat treatment in vacuum, providing a uniform distribution of oxygen by the thickness of the semi-finished products.
Заготовки сплава после гомогенизирующего отжига при температуре 1300°C в течение 8 часов, последующего нагрева слитков до температуры (850-1000)°C с выдержкой при этой температуре в течение (1,5-2) часов и выдавливания на прессе с коэффициентом вытяжки 2-5 подвергаются отжигу в диапазоне температур (950-1100)°C в течение 1 часа и осадке прутков из заготовок на гидравлическом прессе со степенью деформации не более 50% с последующим рекристаллизационным отжигом в диапазоне температур (950-1100)°C. Образцы сплава отжигают в вакууме 2×10-5 Torr при Т=1400°C в течение 1 часа, затем проводят термообработки на воздухе при Т=620°C, приводящие к образованию поверхностных окисных пленок V2О5. После этого проводится вакуумный (2×10-5 Torr) отжиг при 650°C в течение 10 часов для поглощения кислорода оксидной пленки поверхностным слоем ванадиевого сплава. Термообработка в вакууме при 1400°C в течение 1 часа, обеспечивающая однородное распределение кислорода по толщине образца. После указанных выше операций проводятся 3 цикла термомеханической обработки, состоящие из деформации прокаткой с обжатием ε≈30% при комнатной температуре и отжига при Т=(450÷700)°C в течение 1 часа. На заключительном этапе производится ступенчатая термообработка при последовательном повышении температуры с 800°C до 900°C и, далее до 1000°C. На каждом шаге время отжига составляет один час.Alloy billets after homogenizing annealing at a temperature of 1300 ° C for 8 hours, subsequent heating of the ingots to a temperature of (850-1000) ° C with holding at this temperature for (1.5-2) hours and extrusion on a press with a draw ratio of 2 -5 are annealed in the temperature range (950-1100) ° C for 1 hour and the bars are deposited from billets on a hydraulic press with a degree of deformation of not more than 50%, followed by recrystallization annealing in the temperature range (950-1100) ° C. Samples of the alloy are annealed in vacuum 2 × 10 -5 Torr at T = 1400 ° C for 1 hour, then heat treatment is performed in air at T = 620 ° C, leading to the formation of surface oxide films of V 2 O 5 . After that, vacuum (2 × 10 -5 Torr) annealing is carried out at 650 ° C for 10 hours to absorb oxygen of the oxide film by the surface layer of the vanadium alloy. Heat treatment in vacuum at 1400 ° C for 1 hour, providing a uniform distribution of oxygen over the thickness of the sample. After the above operations, 3 thermomechanical treatment cycles are carried out, consisting of rolling deformation with compression ε≈30% at room temperature and annealing at T = (450 ÷ 700) ° C for 1 hour. At the final stage, a stepwise heat treatment is performed with a sequential increase in temperature from 800 ° C to 900 ° C and, further, up to 1000 ° C. At each step, the annealing time is one hour.
За счет варьирования длительности отжигов на воздухе (от 5 до 30 минут), после обработки в материале достигаются различные концентрации кислорода (Со ~0.06-0.3 ат.%). Результаты металлографического исследования микроструктуры сплавов после обработки и последующих отжигов при высоких температурах показало (рисунок 1 а, б), что при концентрации кислорода в сплавах ≈(0.15-0.20) ат.% и суммарном содержании элементов внедрения в интервале концентраций ≈(0.2-0.3) ат.% обработка по указанному режиму повышает температуру собирательной рекристаллизации сплавов на базе часовых отжигов до Т≈1100°C по сравнению с прототипом (рисунок 1 в) отожженным в течение 1 часа при температуре 1000°C.By varying the duration of annealing in air (from 5 to 30 minutes), after processing various concentrations of oxygen are achieved in the material (С о ~ 0.06-0.3 at.%). The results of a metallographic study of the microstructure of the alloys after processing and subsequent annealing at high temperatures showed (Figure 1 a, b) that with an oxygen concentration of ≈ (0.15-0.20) at.% And a total content of interstitial elements in the concentration range of ≈ (0.2-0.3 ) at.% processing according to the specified mode increases the temperature of collective recrystallization of alloys based on hourly annealing to Т≈1100 ° C in comparison with the prototype (Figure 1 c) annealed for 1 hour at a temperature of 1000 ° C.
Электронно-микроскопическое исследование гетерофазной структуры сплавов после обработки показало (рисунок 2), что, во-первых, частицы неметаллической оксикарбонитридной фазы однородно распределены по объему материала. Во-вторых, объемная доля этих частиц увеличивается с увеличением концентрации кислорода. В-третьих, наиболее вероятные размеры частиц составляют около 10 нм.An electron microscopic study of the heterophase structure of the alloys after processing showed (Figure 2) that, firstly, particles of a nonmetallic hydroxycarbonitride phase are uniformly distributed over the volume of the material. Secondly, the volume fraction of these particles increases with increasing oxygen concentration. Thirdly, the most probable particle sizes are about 10 nm.
Как видно (рисунок 3), при этом формируется неоднородная дефектная субструктура, в которой области полигонизации с размерами блоков не более 1 микрона (рисунок 3а) чередуются с участками первичной рекристаллизации (рисунки 3б и в). Пример торможения миграции высокоугловых границ частицами неметаллической фазы показан на рисунке (рисунки 3в).As can be seen (Figure 3), an inhomogeneous defective substructure is formed in which regions of polygonization with block sizes of not more than 1 micron (Figure 3a) alternate with areas of primary recrystallization (Figures 3b and c). An example of inhibition of migration of high-angle boundaries by particles of a nonmetallic phase is shown in the figure (Fig. 3c).
Примеры конкретного осуществления изобретения приведены ниже.Examples of specific embodiments of the invention are given below.
Пример 1Example 1
Заготовки сплава после гомогенизирующего отжига при температуре 1300°C в течение 8 часов, последующего нагрева слитков до температуры (850-1000)°C с выдержкой при этой температуре в течение (1,5-2) часов и выдавливания на прессе с коэффициентом вытяжки 2-5 подвергаются отжигу в диапазоне температур (950-1100)°C в течение 1 часа и осадке прутков из заготовок на гидравлическом прессе со степенью деформации не более 50% с последующим рекристаллизационным отжигом в диапазоне температур (950-1100)°C. Образцы сплава отжигают в вакууме 2×10-5 Torr при Т=1400°C в течение 1 часа, затем проводят термообработки на воздухе при Т=620°C (от 5 до 30 минут, концентрация кислорода Со ~0.06-0.3 ат.%), приводящие к образованию поверхностных окисных пленок V2O3. После этого проводится вакуумный (2×10-5 Torr) отжиг при 650°C в течение 10 часов для поглощения кислорода оксидной пленки поверхностным слоем ванадиевого сплава. Далее следует термообработка в вакууме при 1400°C в течение 1 часа, обеспечивающая однородное распределение кислорода по толщине образца. После указанных выше операций проводятся 3 цикла термомеханической обработки, состоящие из деформации прокаткой с обжатием ε≈30% при комнатной температуре и отжига при Т=(450÷700)°C в течение 1 часа. На заключительном этапе производится ступенчатая термообработка при последовательном повышении температуры с 800°C до 900°C и, далее до 1000°C. На каждом шаге время отжига составляет один час.Alloy billets after homogenizing annealing at a temperature of 1300 ° C for 8 hours, subsequent heating of the ingots to a temperature of (850-1000) ° C with holding at this temperature for (1.5-2) hours and extrusion on a press with a draw ratio of 2 -5 are annealed in the temperature range (950-1100) ° C for 1 hour and the bars are deposited from billets on a hydraulic press with a degree of deformation of not more than 50%, followed by recrystallization annealing in the temperature range (950-1100) ° C. Alloy samples are annealed in vacuum 2 × 10 -5 Torr at T = 1400 ° C for 1 hour, then heat treatment is carried out in air at T = 620 ° C (from 5 to 30 minutes, the oxygen concentration C о ~ 0.06-0.3 at. %), leading to the formation of surface oxide films of V 2 O 3 . After that, vacuum (2 × 10 -5 Torr) annealing is carried out at 650 ° C for 10 hours to absorb oxygen of the oxide film by the surface layer of the vanadium alloy. This is followed by heat treatment in vacuum at 1400 ° C for 1 hour, ensuring a uniform distribution of oxygen over the thickness of the sample. After the above operations, 3 thermomechanical treatment cycles are carried out, consisting of rolling deformation with compression ε≈30% at room temperature and annealing at T = (450 ÷ 700) ° C for 1 hour. At the final stage, a stepwise heat treatment is performed with a sequential increase in temperature from 800 ° C to 900 ° C and, further, up to 1000 ° C. At each step, the annealing time is one hour.
Пример 2Example 2
Заготовки сплава после гомогенизирующего отжига при температуре 1300°C в течение 8 часов, последующего нагрева слитков до температуры (850-1000)°C с выдержкой при этой температуре в течение (1,5-2) часов и выдавливания на прессе с коэффициентом вытяжки 2-5 подвергаются отжигу в диапазоне температур (950-1100)°C в течение 1 часа и осадке прутков из заготовок на гидравлическом прессе со степенью деформации не более 50% с последующим рекристаллизационным отжигом в диапазоне температур (950-1100)°C. 3 цикла термомеханической обработки, состоящие из деформации прокаткой с обжатием ε≈30% при комнатной температуре и отжига при Т=(450÷700)°C в течение 1 часа. Образцы сплава отжигают в вакууме 2×10-5 Torr при Т=1400°C в течение 1 часа, затем проводят термообработки на воздухе при Т=620°C (от 5 до 30 минут, концентрация кислорода Со ~0.06-0.3 ат.%), приводящие к образованию поверхностных окисных пленок V2О5. После этого проводится вакуумный (2×10-5 Torr.) отжиг при 650°C в течение 10 часов для поглощения кислорода оксидной пленки поверхностным слоем ванадиевого сплава. Далее следует термообработка в вакууме при 1400°C в течение 1 часа, обеспечивающая однородное распределение кислорода по толщине образца. После указанных выше операций проводятся. На заключительном этапе производится ступенчатая термообработка при последовательном повышении температуры с 800°C до 900°C и, далее до 1000°C. На каждом шаге время отжига составляет один час.Alloy billets after homogenizing annealing at a temperature of 1300 ° C for 8 hours, subsequent heating of the ingots to a temperature of (850-1000) ° C with holding at this temperature for (1.5-2) hours and extrusion on a press with a draw ratio of 2 -5 are annealed in the temperature range (950-1100) ° C for 1 hour and the bars are deposited from billets on a hydraulic press with a degree of deformation of not more than 50%, followed by recrystallization annealing in the temperature range (950-1100) ° C. 3 cycles of thermomechanical treatment, consisting of rolling deformation with compression ε≈30% at room temperature and annealing at T = (450 ÷ 700) ° C for 1 hour. Alloy samples are annealed in vacuum 2 × 10 -5 Torr at T = 1400 ° C for 1 hour, then heat treatment is carried out in air at T = 620 ° C (from 5 to 30 minutes, the oxygen concentration C о ~ 0.06-0.3 at. %), leading to the formation of surface oxide films of V 2 About 5 . After this, vacuum (2 × 10 -5 Torr.) Annealing is carried out at 650 ° C for 10 hours to absorb oxygen of the oxide film by the surface layer of the vanadium alloy. This is followed by heat treatment in vacuum at 1400 ° C for 1 hour, ensuring a uniform distribution of oxygen over the thickness of the sample. After the above operations are carried out. At the final stage, a stepwise heat treatment is performed with a sequential increase in temperature from 800 ° C to 900 ° C and, further, up to 1000 ° C. At each step, the annealing time is one hour.
Структурные состояния после подобных обработок приведены на рисунке 1 (а, б). Для сравнения, при применении обработки, предложенной в прототипе уже после отжига при Т=1000°C в течение 1 часа наблюдается структурное состояние с более крупными зернами.Structural states after similar treatments are shown in Figure 1 (a, b). For comparison, when applying the treatment proposed in the prototype, after annealing at T = 1000 ° C for 1 hour, a structural state with larger grains is observed.
В процессе механических испытаний активным растяжением было установлено, что формирование в процессе обработки по предложенным режимам сложного структурно-фазового состояния приводит к повышению в зависимости от концентрации кислорода значений высокотемпературной кратковременной прочности сплава (таблица 1). Из анализа этих результатов вытекают следующие важные особенности механического поведения этого сплава.In the process of mechanical tests by active tension, it was found that the formation of a complex structural phase state during processing according to the proposed modes leads to an increase in the high-temperature short-term strength of the alloy depending on the oxygen concentration (table 1). From the analysis of these results, the following important features of the mechanical behavior of this alloy follow.
Абсолютная величина увеличения предела текучести в результате применения предложенного способа при комнатной температуре и температуре 800°C практически одинакова (таблица 1). Это, во-первых, свидетельствует об атермических механизмах упрочнения при использовании данного способа. Во-вторых, приводит к тому, что относительные эффекты упрочнения при Т=800°C значительно выше таковых при комнатной температуре.The absolute value of the increase in yield strength as a result of applying the proposed method at room temperature and a temperature of 800 ° C is almost the same (table 1). This, firstly, indicates athermal hardening mechanisms when using this method. Secondly, the relative hardening effects at T = 800 ° C are significantly higher than those at room temperature.
Указанные выше эффекты повышения прочности достигнуты при сохранении достаточно высокого уровня пластичности. Это связано, во-первых, с формированием в процессе обработки более однородного гетерофазного состояния с исключением грубодисперсных выделений оксикарбонитридных фаз как потенциальных зародышей разрушения; во-вторых, с подавлением рекристаллизации сплавов (рисунок 3).The above effects of increasing strength are achieved while maintaining a sufficiently high level of ductility. This is due, firstly, to the formation of a more uniform heterophasic state during processing with the exception of coarse precipitates of oxycarbonitride phases as potential destruction nuclei; secondly, with the suppression of recrystallization of alloys (Figure 3).
К преимуществам изобретения следует отнести более низкую, по сравнению с прототипом, температуру промежуточных отжигов, что значительно упрощает технологический процесс и снижает энергозатраты и, как следствие, стоимость проведения обработки. Кроме того, в результате применения предложенного способа, повышаются значения прочностных характеристик при сохранении приемлемого запаса пластичности образцов обрабатываемых сплавов. Формирующиеся в процессе обработки частицы второй фазы характеризуются высокой термической стабильностью. Предлагаемый способ позволяет производить контролируемое изменение концентрации кислорода и, как следствие, объемной доли частиц второй фазы, для обеспечения наиболее эффективной реализации совмещенного дисперсного и субструктурного упрочнения. Обеспечивается значительное (до 1100°C, по сравнению с 800°C) повышение температуры рекристаллизации, что свидетельствует о расширении температурного интервала сохранения высоких прочностных свойств сплавов системы V-4Ti-4Cr.The advantages of the invention should include a lower, compared with the prototype, the temperature of the intermediate annealing, which greatly simplifies the process and reduces energy consumption and, as a consequence, the cost of processing. In addition, as a result of the application of the proposed method, the values of strength characteristics increase while maintaining an acceptable margin of plasticity of samples of processed alloys. Particles of the second phase formed during processing are characterized by high thermal stability. The proposed method allows for a controlled change in oxygen concentration and, as a consequence, the volume fraction of particles of the second phase, to ensure the most efficient implementation of the combined dispersed and substructural hardening. A significant (up to 1100 ° C, compared with 800 ° C) increase of the recrystallization temperature is provided, which indicates the expansion of the temperature range of maintaining high strength properties of the alloys of the V-4Ti-4Cr system.
Эти результаты свидетельствуют о высокой эффективности разрабатываемого метода диффузионного легирования кислородом сплавов системы V-4Ti-4Cr для повышения высокотемпературной прочности сплавов и существенного расширения интервала их рабочих температур.These results indicate the high efficiency of the developed method of diffusion doping with oxygen of alloys of the V-4Ti-4Cr system to increase the high-temperature strength of alloys and significantly expand the range of their operating temperatures.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011117823/02A RU2463377C1 (en) | 2011-05-03 | 2011-05-03 | Method of chemical-thermal treatment of vanadium alloys alloyed with chrome and titanium |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011117823/02A RU2463377C1 (en) | 2011-05-03 | 2011-05-03 | Method of chemical-thermal treatment of vanadium alloys alloyed with chrome and titanium |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2463377C1 true RU2463377C1 (en) | 2012-10-10 |
Family
ID=47079544
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011117823/02A RU2463377C1 (en) | 2011-05-03 | 2011-05-03 | Method of chemical-thermal treatment of vanadium alloys alloyed with chrome and titanium |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2463377C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2605015C1 (en) * | 2015-07-07 | 2016-12-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ, НИ ТГУ) | Combined method of processing vanadium alloys |
| RU2623848C2 (en) * | 2015-11-19 | 2017-06-29 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ, НИ ТГУ) | Method of manufacturing vanadium alloys blanks |
| RU2644832C1 (en) * | 2016-12-20 | 2018-02-14 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ, НИ ТГУ) | Method of processing vanadium alloy billets |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7175721B2 (en) * | 2001-04-27 | 2007-02-13 | Santoku Corporation | Method for preparing Cr-Ti-V type hydrogen occlusion alloy |
| RU2360012C1 (en) * | 2007-10-01 | 2009-06-27 | ГОУ ВПО "Томский государственный университет" | Method of thermomechanical treatment of alloys on basis of vanadium |
| CA2362638C (en) * | 1999-12-17 | 2009-12-15 | Tohoku Techno Arch Co., Ltd. | Hydrogen storage metal alloy and production thereof |
-
2011
- 2011-05-03 RU RU2011117823/02A patent/RU2463377C1/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2362638C (en) * | 1999-12-17 | 2009-12-15 | Tohoku Techno Arch Co., Ltd. | Hydrogen storage metal alloy and production thereof |
| US7175721B2 (en) * | 2001-04-27 | 2007-02-13 | Santoku Corporation | Method for preparing Cr-Ti-V type hydrogen occlusion alloy |
| RU2360012C1 (en) * | 2007-10-01 | 2009-06-27 | ГОУ ВПО "Томский государственный университет" | Method of thermomechanical treatment of alloys on basis of vanadium |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ПОТАПЕНКО М.М. и др. Малоактивируемые конструкционные сплавы системы V-(4-5)Ti-(4-5)Cr. Вопросы атомной науки и техники. Серия «Материаловедение и новые материалы», 2004, Вып.1 (62), с.152-162. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2605015C1 (en) * | 2015-07-07 | 2016-12-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ, НИ ТГУ) | Combined method of processing vanadium alloys |
| RU2623848C2 (en) * | 2015-11-19 | 2017-06-29 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ, НИ ТГУ) | Method of manufacturing vanadium alloys blanks |
| RU2644832C1 (en) * | 2016-12-20 | 2018-02-14 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ, НИ ТГУ) | Method of processing vanadium alloy billets |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3512402B2 (en) | Method for producing niobium-containing zirconium alloy nuclear fuel cladding with excellent corrosion resistance | |
| JP3602467B2 (en) | Method for producing niobium-containing zirconium alloy tube and plate for high burnup nuclear fuel | |
| KR100441562B1 (en) | Nuclear fuel cladding tube of zirconium alloys having excellent corrosion resistance and mechanical properties and process for manufacturing thereof | |
| RU2463377C1 (en) | Method of chemical-thermal treatment of vanadium alloys alloyed with chrome and titanium | |
| EP3284837A1 (en) | Superbly anti-corrosive zirconium alloy for nuclear fuel cladding and method for producing the zirconium alloy | |
| EP3284836B1 (en) | Zirconium alloy having excellent corrosion resistance and creep resistance, and method for manufacturing same | |
| Zhang et al. | The corrosion resistance of Zr-0.7 Sn-1Nb-0.2 Fe-xCu-xGe alloys in 360° C lithiated water | |
| Doriot et al. | Transmission electron microscopy study of second phase particles irradiated by 2 MeV protons at 350° C in Zr alloys | |
| Idrees et al. | Zirconium hydrides and Fe redistribution in Zr-2.5% Nb alloy under ion irradiation | |
| RU2525003C1 (en) | Titanium aluminide alloy and method for processing blanks thereof | |
| RU2360012C1 (en) | Method of thermomechanical treatment of alloys on basis of vanadium | |
| US9481921B2 (en) | Zirconium alloy composition having low hydrogen pick-up rate and high hydrogen embrittlement resistance and method of preparing the same | |
| EP3241920B1 (en) | Method for manufacturing nuclear fuel zirconium part by using multi-stage hot-rolling | |
| RU2445400C1 (en) | TREATMENT METHOD OF VANADIUM-BASED ALLOYS OF V-4Ti-4Cr SYSTEM | |
| CN108411189A (en) | Iron-based compositions for fuel element | |
| RU2623848C2 (en) | Method of manufacturing vanadium alloys blanks | |
| US20150307976A1 (en) | Zirconium alloys with improved corrosion/creep resistance due to final heat treatments | |
| RU2605015C1 (en) | Combined method of processing vanadium alloys | |
| Jana et al. | Discontinuous Precipitation in U-10 wt.% Mo Alloy: Reaction Kinetics, Effect of Prior γ-UMo Microstructure, the Role of Grain-Boundary Misorientation, and the Effect of Ternary Alloying Addition | |
| US4359349A (en) | Method for heat treating iron-nickel-chromium alloy | |
| Yu et al. | Effect of heavy ion irradiation on thermodynamically equilibrium Zr-Excel alloy | |
| RU2751208C1 (en) | Method for processing vanadium alloys | |
| US10930403B2 (en) | Iron-based composition for fuel element | |
| Yadav et al. | Creep studies of Cold Worked Austenitic Stainless Steel | |
| Ratochka et al. | Influence of Annealing on the Structure and Mechanical Properties of Ultrafine-Grained VT22 Titanium Alloy |