References

npe

Ядерная физика и инжиниринг

Nuclear Physics and Engineering

2079-56292079-5637

МИФИ

10.56304/S2079562923010268

npe-339

Research Article

Перспективные конструкционные материалы

Promising Structural Materials

СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ СТРУКТУРЫ БЫСТРОЗАКАЛЕННЫХ REP-ПОРОШКОВ, PM HIP КОМПАКТОВ И ИЗДЕЛИЙ ИЗ АУСТЕНИТНЫХ КОРРОЗИОННО-СТОЙКИХ СТАЛЕЙ И ИХ ТРАДИЦИОННЫХ АНАЛОГОВ

A Comparative Study of the Structure Features of Rapidly Quenched REP-Powders, PM HIP Compacts, Products of Austenitic Stainless Steels and Their Traditional Counterparts

Шульга

А. В.

Shulga

A. V.

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”, Москва, 115409 РоссияРоссияNational Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute), Moscow, 115409 RussiaRussian Federation

2024

14092024

152116132

2024

Шульга А.В.

Shulga A.V.

Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.

https://npe.elpub.ru/jour/article/view/339

Быстрозакаленные REP порошки, полученные распылением (атомизацией) расплава, очевидно, характеризуются таким же влиянием скорости закалки на структурные особенности, как и при традиционной твердофазной закалке. Однако критическая скорость охлаждения, определяемая по ТТТ диаграмме для фазового превращения расплава при атомизации–кристаллизации, значительно выше, чем ее значение для ТТТ диаграммы при использовании традиционной твердофазной закалки. Важные особенности быстрозакаленных порошков – высокая дисперсность дендритной структуры и образование микро- и нанозернистой структуры – определяют особенности выделения карбидных и боридных фаз. Прямые ядерно-физические методы активационной авторадиографии по углероду, трековой авторадиографии по бору, металлографию, SEM, EDX и др. использовались при проведении исследования. Выявлены и проанализированы структурные особенности, в том числе распределение углерода и бора, выделения карбидных и боридных фаз, параметр решетки твердого раствора аустенита для быстрозакаленных REP порошков, PM HIP компактов, изделий – твэльных труб из аустенитных коррозионно-стойких сталей и их аналогов, полученных по традиционной технологии, с учетом роли углерода и бора, выделения карбидов, боридов и влияния неравновесных состояний исследуемых аустенитных сталей.

Rapidly quenched REP-powders produced by melt atomization, evidently, can be characterized by the effect of quenching rate on structure features as in traditional solid state quenching. However, the critical cooling rate, determined in the TTT diagram for melt phase transformation: crystallization is much higher than its value for suppressing austenite transformation in carbon steels. Important features of rapidly quenched powders – high dispersity of dendrites and formation of fine subgrain structure – determine the precipitation of carbides and borides. Direct nuclear methods of activation autoradiography on carbon, track autoradiography on boron, metallography, SEM, EDX, etc were used for investigation. The structure features including the lattice parameter of a solid solution of rapidly quenched REP powders, HIP PM compacts, products of austenitic stainless steels and their traditional counterparts were revealed and analyzed taking into account the role of carbon and boron, precipitation of carbides, borides and effect of non-equilibrium states.

аустенитные коррозионно-стойкие сталибыстрозакаленный порошокREP-методыPM HIPтрадиционная технологияавторадиографияуглеродбормикроструктурапараметр решетки аустенитамеханические свойства

stainless steelsrapidly quenched powderREP-techniquesPM HIPtraditional technologyhot deformationheat treatmentautoradiographycarbonboronmicrostructuremechanical propertieslattice parametersnon-equilibrium states

References1

Zinkle S.J., Was G.S. // Acta Mater. 2013. V. 61 (3). P. 735. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2012.11.004

Yano Y. et al. // J. Nucl. Mater. 2017. V. 487. P. 229. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2017.02.021

Shulga A.V. // J. Nucl. Mater. 2013. V. 434 (1–3). P. 133. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2012.11.008

Shulga A.V. // Proc. European Congress and Exhibition on PM. 2016. P. 1.

Shulga A.V. // Proc. European Congress and Exhibition on PM. 2022. P. 1.

Shulga A.V. // J. Nucl. Mater. 2008. V. 373 (1–3). P. 44. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2007.04.050

Daamen M. et al. // Proc. 8th European Continuous Casting Conference. 2014. V. 8. P. 1.

Mukunthan K. et al. // ISIJ Int. 2013. V. 53 (12). P. 2152. https://doi.org/10.2355/isijinternational.53.2152

Vallejo N.D. et al. // Metals. 2021. V. 11 (5). P. 832. https://doi.org/10.3390/met11050832

Whitesell H.S., Overfelt R.A. // Mater. Sci. Eng. 2001. V. 318 (1–2). P. 264.

Zhang Y., Huang B., Li J. // Metall. Mater. Trans. A. 2013. V. 44. P. 1641. https://doi.org/10.1007/s11661-013-1645-7

Rahimian M. et al. // Metall. Mater. Trans. A. 2015. V. 46. P. 2227. https://doi.org/10.1007/s11661-015-2815-6

Milenkovic S. et al. // Proc. MATEC Web of Conf. 2014. V. 14. P. 13004.

Rosa D. et al. // Metall. Mater. Trans. A. 2008. V. 39. P. 2161. https://doi.org/10.1007/s11661-008-9542-1

Sourmail T., Okuda T., Taylor J.E. // Scr. Mater. 2004. V. 50 (10). P. 1271. https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2004.02.028

Cao Y., Ernst F., Michal G.M. // Acta Mater. 2003. V. 51 (14). P. 4171. https://doi.org/10.1016/S1359-6454(03)00235-0

Ren Z., Heuer A.H., Ernst F. // Acta Mater. 2019. V. 167. P. 231. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2019.01.018

Nascimento F.C. et al. // Mater. Res.-Ibero-Am. J. 2009. V. 12 (2). P. 173. https://doi.org/10.1590/S1516-14392009000200011

Ren Z., Ernst F. // Acta Mater. 2019. V. 173. P. 96. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2019.04.039

Zhang J. et al. // Acta Mater. 2021. V. 217. P. 117176. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2021.117176

Okita T. et al. // Phil. Mag. 2005. V. 85 (18). P. 2033. https://doi.org/10.1080/14786430412331331871

Rosa D. et al. // Metall. Mater. Trans. A. 2008. V. 39. P. 2161. https://doi.org/10.1007/s11661-008-9542-1

Rodenburg C., Rainforth W.M. // Acta Mater. 2007. V. 55 (7). P. 2443. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2006.11.039

Beese A.M. et al. // Nat. Commun. 2018. V. 9 (1). P. 2083. https://doi.org/10.1038/s41467-018-04473-5

Epperlya E.N., Sillsa R.B. // Acta Mater. 2020. V. 193. P. 1. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2020.03.031

Sills R.B., Cai W. // Phil. Mag. 2016. V. 96 (10). P. 895. https://doi.org/10.1080/14786435.2016.1142677

Шульга А.В. // Ядерная физика и инжиниринг. 2022. Т. 13 (3) С. 222. https://doi.org/10.56304/S2079562922010390 [Shulga A.V. // Phys. At. Nucl. 2021. V. 84 (11). P. 1801]. https://doi.org/10.1134/S1063778821090325

Шульга А.В. // Ядерная физика и инжиниринг. 2023. Т. 14 (1). С. 27. https://doi.org/10.56304/S2079562922030484 [Shulga A.V. // Phys. At. Nucl. 2022. V. 85 (12). P. 2015]. https://doi.org/10.1134/S1063778822100581

The authors declare that there are no conflicts of interest present.