Підвищення тривалої міцності сплаву Zr-1%Nb дифузійним зміцненням приповерхневого шару. - Voyevodin, Victor; Trush, Vasyl; Fedirko, Viktor; Luk’yanenko, Alexander; Stoev, Petro; Tikhonovsky, Mikhail (Праці Одеського політехнічного університету, 2018)
Цирконієві сплави широко застосовуються як конструкційний матеріал у атомній промисловості для виготовлення оболонок тепловиділяючих елементів – (ТВЕЛів). Експлуатаційна надійність цих конструкцій – важливий елемент надійності усього паливного циклу, враховуючи, що конструкції працюють за підвищених температур. Тому розроблення режимів фінішної хіміко-термічної обробки ТВЕЛів зі сплаву Zr-1%Nb є важливою і актуальною задачею в галузі матеріалознавства цирконію та його сплавів. Метою роботи є встановити вплив обробки у різних контрольованих газових середовищах (вакуум, кисневмісне, азотовмісне) на тривалу міцність сплаву Zr-1%Nb за температури 380 °С на повітрі. Дослідним матеріалом є зразки-кільця шириною 3 мм (зовнішній діаметр 9,2 мм) з V-подібним концентратором глибиною 0,5 мм, які вирізано з трубок ТВЕЛів зі сплаву Zr-1%Nb українського виробництва. Для випробувань зразків-кілець сплаву Zr-1%Nb на тривалу міцність при температурі T=380 С на повітрі використовували багатопозиційну установку, розроблену у ФМІ НАН України. Для кріплення зразків-кілець на установці на випробування на тривалу міцність було розроблено та виготовлено спеціальні захвати. Хімікотермічну обробку здійснювали у розрідженому (Р=1·10–4 мм. рт. ст.) газовому середовищі (вакуумі), а також у розрідженому кисне- та азотовмісному газових середовищах за температури T=580…650 °С та експозиції =3…10 год. Експериментально досліджено вплив окиснення, азотування та обробки у вакуумі на товщину, мікротвердість поверхневих шарів цирконієвих зразків-кілець, а також опірність сповільненому руйнуванню за тривалого статичного навантаження. Експериментально встановлено, що обробка цирконієвих зразків-кілець сплаву Zr-1%Nb у кисневмісному та азотовмісному газових середовищах відносно вакуумного відпалу підвищує руйнівні напруження за тривалого статичного навантаження при температурі T=380 °С на повітрі. Показано відмінності поверхні зламу приповерхневого шару зразків-кілець сплаву Zr-1%Nb в залежності від режиму обробки.