Радиационно-индуцированные превращения в сплавах Fe

РАДИАЦИОННО-ИНДУЦИРОВАННЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В СПЛАВАХ
Fe-Ni И Fe-Ni-P С РАЗЛИЧНОЙ МИКРОСТРУКТУРОЙ
С.Е. Данилов, В.Л. Арбузов, В.А. Казанцев
Институт Физики Металлов УрО РАН, Екатеринбург, Россия.(danilov@imp.uran.ru)
Методами остаточного электросопротивления и коэффициента термического
расширения (КТР) исследованы процессы радиационно-индуцированного расслоения
твердого раствора и эволюции радиационных дефектов при облучении в диапазоне 240570 К и отжигах в сплавах Fe-34,7ат.%Ni и Fe-34,7ат.%Ni-0,1%P с различной
микроструктурой, созданной холодной деформацией. Сравниваются сплавы в состояниях:
закаленном от 1373 К, состаренном при 780 К, деформированном на 40 % и
деформированном, но отожженном при 573 К для удаления вакансионных кластеров.
Получены дозовые и температурные зависимости расслоения твердого раствора, при
облучении электронами и при последующих изохронных отжигах.
Показано, что процесс радиационно-индуцированного расслоения твердого раствора,
приводящий к сильному росту остаточного электросопротивления (до 20 %) и к росту КТР
(до 10-5 К-1) происходит при облучении 5 МэВ электронами до доз на уровне 5·1018 см-2 и
при последующих отжигах. Вакансионные кластеры, как деформационного, так и
радиационного происхождения действуют в качестве стоков точечных дефектов и
снижают радиационно-индуцированное расслоение твердого раствора, они диссоциируют
при отжигах в интервале 350 - 500 К, приводя к появлению мигрирующих вакансий,
которые в свою очередь, обеспечивают продолжение процесса расслоения твердого
раствора. Однако, основное и наиболее сильное влияние на расслоение при электронном
облучении оказывает дислокационная микроструктура; она снижает расслоение твердого
раствора более чем в три раза при 573 К. Взаимодействие вакансий с атомами фосфора
приводит к усилению образования вакансионных кластеров как в деформированном, так и
в облученном инваре и к уменьшению расслоения твердого раствора и роста КТР.
Показано, что концентрационные неоднородности матрицы в состаренном сплаве не
являются заметными стоками для точечных дефектов. Влияние разной микроструктуры
при низких температурах облучения не является существенным, а при высоких
температурах нивелируется влияние старения и деформационных вакансионных
кластеров.
Работа поддержана Проектом МНТЦ № 3074.2, проектами РФФИ № 11-02-00224 и
№ 11-03-00018