Влияние концентрации кислорода на механические свойства и особенности разрушения ванадиевых сплавов при различных температурах

Сотрудниками лаборатории физики структурных превращений ИФПМ СО РАН изучено влияние концентрации кислорода, введенного при химико-термической обработке, и температуры заключительного отжига на уровень механических свойств и особенности разрушения малоактивируемых ванадиевых сплавов системы V-Me (Cr,W)-Zr при разных температурах. Установлено, что изучаемые в работе Zr - содержащие ванадиевые сплавы демонстрируют повышение значений кратковременного предела текучести по мере увеличения концентрации введенного кислорода в условиях растяжения при комнатной и повышенных температурах, при этом максимальный уровень прочностных свойств достигается вблизи стехиометрического соотношения С_O/С_Zr=2. Во всех случаях наблюдается приемлемый уровень пластичности изучаемых сплавов. Проведено исследование термической стабильности структурно-фазового состояния и механических свойств сплавов в зависимости от режимов химико-термической обработки. Установлено, что активизация процессов коагуляции и фазовой трансформации частиц ZrO₂происходит при температуре 1200 °С (0.67 T_m. сплава). Показано, что увеличение значений кратковременного предела текучести при повышенных температурах растяжения обеспечивается дисперсным упрочнением по механизму Орована, для эффективной реализации которого достаточно перевести в наноразмерное состояние только часть частиц ZrO₂. Выявлено влияние концентрации кислорода на особенности разрушения изучаемых сплавов при разных температурах растяжения. Установлено, что закрепляя эффективным образом границы зерен, мелкодисперсные частицы ZrO₂способствуют охрупчиванию сплаваV-Cr-W-Zr даже при высоких температурах растяжения.

Работа выполнена в рамках государственного задания ИФПМ СО РАН, проект FWRW-2021-0008.

Результаты исследования опубликованы в журнале « Materials Science & Engineering A » (IF: 6.044; Q1 Condensed matter physics, Materials science).

Ditenberg I.A., Smirnov I.V., Grinyaev K.V., Tyumentsev A.N., Chernov V.M., Potapenko M.M.

Influence of oxygen concentration on mechanical properties and fracture features of V-Me (Cr, W)-Zr-system vanadium alloys at different temperatures // Materials Science & Engineering A. Vol. 874 (2023) 145041.

https://doi.org/10.1016/j.msea.2023.145041

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0921509323004653?via%3Dihub