Радиационная наследственность в металлических кристаллах при высокотемпературных превращениях тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

УДК 669.15.71:669.017.3:721.039.531

- ОД ! 1598

На правах рукописи

Скаков Мажын Канапинович

РАДИАЦИОННАЯ НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ В МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КРИСТАЛЛАХ ПРИ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ПРЕВРАЩЕНИЯХ 01.04.07 - физика твердого тела

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора . физико-математических наук

Республика Казахстан Алматы 1998

Работа выполнена в Физико-Техническом институте МН-АН РК и в Восточно-Казахстанском государственном университете.

Научный консультант-доктор физико-математических наук, профессор Мелихов Владимир Дмитриевич.

Официальные оппоненты:

• Доктор физико-математических наук, профессор Зайкин Юрий Александрович.

• Доктор физико-математических наук, профессор Поляков Александр Иванович.

• Доктор физико-математических наук, профессор Тюпкина Ольга Григорьевна. Ведущая организация - Сибирский физико-технический институт им. В. Д. Кузнецова при Томском государственном университете (г. Томск).

Защита состоится »^(¿Д 1998 г. в 1400 часов на заседании диссертационного Совета Д53.08.01 при Физико-техническом институте МН-АН Р по адресу:

480082, Алматы, 82, Республика Казахстан, Физико-технический институт МН-АН РК.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФТИ МН-АН РК Автореферат разослан 1998 г.

Ученый секретарь

Диссертационного Совета Д53.08.01, доктор физико-математических наук,

профессор

Мелихов В

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Проблема устойчивости микроструктуры фаз в сплавах является одной из важных бурно развивающихся в последние десятилетия проблем радиационной физики твердого тела и физического материаловедения. Она была поставлена перед фундаментальной наукой практическими запросами практиков-материаловедов, работающих над созданием радиационно-стойких сплавов для удовлетворения нужд реакторостроения, особенно с момента разработки высокопо. лчных ядерных реакторов на быстрых нейтронах. В них, как известно, вводимая в облучаемый объект энергия на порядки превышает энергию связи атомов в решетке, что способно приводить к радиационно-стимулнрованным и радиационно-индуцирсванным превращениям материалов часто с нежелательными последствиями.

К моменту постановки настоящей работы многочисленными исследователями был накоплен обширный экспериментальный и теоретический материал по дефектообразованию, эволюции микроструктуры в облученных металлах и сплавах со временем и температурой и связанных с этим изменением физико-механических свойств. Однако в полной мере это может быть отнесено к материалам с относительно простыми кристаллическими структурами. Значительно менее изученными в этом направлении как теоретически, так и экспериментально оставался круг практически важных материалов, обладающих сложноупорядоченными решетками, атомы разного сорта в которых занимают структурно-неэквивалентные узлы по нескольким подрешеткам и связаны между собой неметаллическими силами связи. Уже первые попытки исследований таких материалов, известных в физической литературе под названием интерметаллиды или металлические соединения, показали, что физическая картина радиационной повреждаемости и связанной с ней фазово-структурной изменчивости микроструктуры интерметаллидов чрезвычайно сложна и не может быть адекватно интерпретирована в рамках уже наработанных теоретических представлений, что

вызвало необходимость проведения дальнейших экспериментальных и теоретических работ.

Внутри указанной нами проблемы не менее важным оставались нерешенные задачи изучения поведения структуры интерметаллидов с дефектами радиационного происхождения при послерадиациошюй термической обработке. Здесь не были известны и, как показывает анализ научной литературы, слабо экспериментально и теоретически изучены до настоящего времени особенности отжига радиационных дефектов и связанные с этим изменения структуры и физико-механических свойств интерметаллидов. Последнее особенно важно по следующим соображениям. Поскольку было ясно, что облучение приводит к изменению фазово-структурного состояния сплавов и металлических соединений, то появлялась возможность управления их механическими и физическими свойствами с помощью радиационно-термической обработки, например, улучшения пластичности интерметаллидов, которые относятся к классу труднодеформируемых твердых тел и при обычных условиях в упорядоченном состоянии, как правило, склонны к хрупкому разрушению при деформации.

Кроме того, были известны случаи, когда введение дефектов в исходный шихтовый материал, в частности с помощью деформационного воздействия в • процессе измельчения, истирания, приводит после его расплавления и кристаллизации к улучшению свойств отливок. На этом построен технологический способ термо-временной обработки расплавов сталей,, полученных из предварительно обработанной деформацией шихты. Эти результаты позволяли предполагать, что введенные облучением в сплавы дефекты могут привести к подобным эффектам, если они сохранятся в облученных высокоэнергетичными частицами образцах до температуры выше точки плавления или, по крайней мере, выше температуры фазовых превращений сплавов и соединений, которые, как правило, превышают 0,7 Т,ш (0,6 Тщ, для чистых металлов является пороговой для отжига радиационных дефектов).

Перечисленные выше нерешенные вопросы в рамках проблемы устойчивости фаз в сплавах при радиационном воздействии предопределили постановку

настоящего исследования. Важно подчеркнуть, что проведение новых экспериментальных и теоретических исследований, раскрывающих природу и механизм физических процессов, протекающих в упорядоченных кристаллах со сложными кристаллическими структурами, имеет актуальное значение как с научной, так и практической точек зрения для физики твердого тела вообще и радиационного материаловедения в частности.

Диссертация посвящена исследованию изменений атомно-кристаплической структуры, механических свойств интерметаллических соединений кристаллографических классов ДО19, ДОз, Ь1о и Д81.3 на основе железа, титана и меди, а также гетерогенных сплавов на их основе в зависимости от флюенса высокоэнергетичных частиц (нейтронов, а-частиц, электронов и ионов), состава сплавов, температуры и условий послерадиационной обработки. Сплавы на основе железа и меди являются модельными и приготовлены из чистых металлов в лабораторных условиях, а титана, в том числе легированные цирконием и ниобием, -промышленного приготовления.

Основной целью диссертационной работы являлось установление закономерностей фазово-структурных превращений интерметаллидов при облучении частицами разной природы и энергии в зависимости от условий облучения, флюенса облучающих частиц, условий послерадиационной обработки, а также связанных с превращениями изменений некоторых механических свойств, установление механизмов образования в интерметаллидах при облучении радиационно-индуцированных фаз и выработка на основе полученных экспериментальных и теоретических данных представлений о природе явления радиационной наследственности.

Связь темы с планами научных работ. Работа проводилась в рамках темы и программы фундаментальных исследований «Исследование процессов выделения-растворения фаз в сплавах, облученных частицами разной природы и энергии» (гос. регистрация № 80041570) и «Физические процессы в неравновесных твердотельных системах и научные основы модификации их свойств» (С. 00. 91).

Методика исследования. Базовым методом изучения структуры интерметаллидов в исходном необлученном и облученном состояниях служил метод рентгенографии в обычном и высокотемпературном вариантах с использованием дифракгометров УРС 50ИМ, ДРОН 2,0; 3,0 и высокотемпературных камер к ним типа ГПВТ-1500, УВВТ-2500. Часть исследований осуществили с применением эффекта Мессбауэра, электронной и оптической микроскопии. Механические свойства образцов изучали методом измерения микротвердости и испытаний на изгиб.

Облучение образцов сплавов проводилось в активной зоне ядерного реактора ВВР-К, изохронном циклотроне У-150 НЯЦ РК, импульсном ускорителе электронов «Нептун» (КазНТУ) и ускорителе ионов «Диана». При этом варьировали и контролировали флюенс облучения, энергию бомбардирующих частиц и температуру облучения.

Научная новизна работы заключается в том, что в ней системно с единых позиций исследованы физические процессы фазовой и структурной перестройки интерметаллидов со сложноупорядоченными решетками кристаллографических классов Д03, ДО]?, Д81-3 различных двойных и тройных систем на основе железа, титана и меди, изучены особенности изменения струюуры фаз в предварительно облученных кристаллах при термической обработке в районе и выше температур фазовых превращений, прочностные и пластические свойства соединений в отожженном, облученном и термообработанном после облучения состояниях. При этом получены следующие новые научные результаты:

• установлены закономерности разупорядочения рещетки соединений Ti3AI и Fe3Al в зависимости от флюенса нейтронов и показано, что радиационно-инициированные процессы структурной перестройки сплавов при облучении в различных подрешетках протекают неодинаково: в области средних флюенсов наблюдается доупорядочение атомов в одной из них, а степень порядка в другой остается без изменений, при высоких флюенсах наблюдается разупорядочение атомов в обоих подрешетках [1,5,10,18,30];

• обнаружен эффект радиационно-индуцированного расслоения структуры интерметаллидов РезА1, Сл^пз, СщСс^ и Ы^Пг: при облучении нейтронами, приводящий к образованию в исходно упорядоченной матрице частиц новых фаз, отличающихся от неё составом компонентов [2,7,9,] 8,31];

• на основе обнаруженного и исследованного эффекта расслоения фаз в сплавах разработана физическая модель и предложен механизм сепарации атомов-компонентов сплава в каскадной области на диффузионной стадии радиационных повр^ пений при облучении нейтронами и тяжелыми ионами [11,12,15,22];

• обнаружено и исследовано явление радиационной наследственности в сплавах с различной кристаллической структурой и различающиеся между собой характером сил межатомной связи, и, показано, что эффекты радиации сохраняются в облученных образцах при нагреве выше температур фазовых превращений (>0,7 Тга) и последующего охлаждения [3,4,6,28];

• обоснован механизм явления радиационной наследственности, основанный на образовании концентрационных микронеоднородностей в областях развития каскадов атом-атомных столкновений [8,10,16,32].

Научная и практическая значимость результатов состоит в том, что:

— совокупность полученных результатов позволяет углубить понимание физических процессов фазово-структурных превращений, протекающих в решётке интерметаллических соединений и сплавов на их основе при облучении высокоэнергетичными частицами; эти сведения нашли применение при построении реальных моделей радиационно-индуцированных явлений в твёрдых телах [л.1-л.5] и могут быть в дальнейшем использованы для развития теории радиационных повреждений металлов и сплавов;

- полученные в работе результаты исследования проявления радиационной наследственности в металлических кристаллах и разработанные на их основе научные представления использованы авторами [л.б-л.8] при. разработке технологических приёмов улучшения структуры и физико-механических свойств литых сплавов;

- на основе исследования эффекта радиационной наследственности разработан радйационно-термический способ получения труднодеформируемых сплавов в пластичном состоянии, защищенный авторским свидетельством. Это открывает новые пути улучшения технологической пластичности интерметаллических соединений, чего практически невозможно достичь традиционными способами термо-механической обработки;

- полученные в работе данные о накоплении радиационных дефектов и их влиянии на кристаллическую структуру и физико-механические свойства твёрдорастворных сплавов, интерметаллидов и сложнолегированных композиций на их основе получили отражение в работах авторов [л.2, л.9, л. 10] и могут быть в дальнейшем полезны для прогностических оценок поведения конструкционных материалов ядерно-энергетических установок.

Достоверность полученных в диссертации результатов достигнута:

• корректностью постановки экспериментов и их физической обоснованностью, базирующейся на современных фундаментальных положениях радиационной физики твердого тела;

• использованием хорошо апробированных экспериментальных методов исследований и исследовательской аппаратуры, строгим обоснованием выбора при разработке физической модели сепарации атомов приближений и допущений;

• применением взаимодополняющих и взаимоконтролирующих методик структурных исследований и механических испытаний;

• большим объемом экспериментальных данных и их статистической обработкой;

• сравнением полученных в диссертационной работе результатов, выводов и положений с данными других авторов и их непротиворечием фундаментальным положениям современной физики твердого тела.

Личный вклад автора состоит в постановке задач и формулировке цели исследования, в проведении экспериментальных исследований структуры и свойств интерметаллидов в облученном и необлученном состояниях при различных условиях термообработки, анализе экспериментальных и теоретических результатов,

формулировке выводов и положений диссертационной работы. Часть экспериментальных и теоретических результатов получена совместно с соавторами научных публикаций.

Основные положения и результаты, выносимые автором на защиту:

• результаты экспериментальных исследований структурно-фазовых проявлений эффекта радиационной наследственности в упорядоченных кристаллах и

V

физические представления о его природе;

• данные по изменению структуры интерметаллидов в зависимости от условий облучения (разные облучающие частицы, их флюенс, энергия), температуры послерадиационного отжига и исходного состояния сплавов;

• физическая модель сепарации атомов разного сорта в кристаллической решетке интерметаллидов в каскадной области на тепловой стадии радиационных повреждений;

• результаты по изучению влияния радиационно-гермической обработки на пластические и прочностные свойства интерметаллидов.

Совокупность полученных в работе экспериментальных результатов, и сформулированных на их основе теоретических концепций, выводов и положений можно квалифицировать как новое крупное достижение в развитии перспективного направления физики твердого тела - фазово-структурные превращения упорядоченных кристаллов при радиационном воздействии.

Структура диссертации. Работа состоит из введения, пяти глав, первая из которых посвящена аналитическому обзору литературы, четыре другие -экспериментальным и теоретическим исследованиям, заключения и списка цитированной литературы. Основные результаты диссертации сформулированы в выводах к отдельным главам, наиболее существенные из которых вынесены в заключение.

Диссертация изложена на 242 страницах машинописного текста, содержит 23 таблицы, 112 рисунков. Список использованной литературы содержит 359 наименований.

Апробация работы. Основные результаты диссертации изложены и обсуждены на различных научных конференциях, совещаниях и семинарах: Респуб. канском семинаре по влиянию облучения на аморфные и другие метастабильные состояния в металлических сплавах (Киев, 1982); XII Совещании по координации научно-исследовательских работ, выполняемых с использованием исследовательских ядерных реакторов АН СССР (Алма-Ата, 1982); IV Совещании по физике радиационных повреждений и радиационному материаловедению (Харьков, 1982); VII Всесоюзном совещании по упорядочению атомов и его влиянию на свойства сплавов (Свердловск, 1983); III, IV Всесоюзных совещаниях по радиационным дефектам в металлах (Алма-Ата, 1983, 1986); II Всесоюзн. Совещ. "Модификация свойств конструкционных материалов пучками заряженных частиц" (Свердловск, 1991); I Региональной конференции Респ. Ср. Азии и Казахстана по проблемам физики твердого тела и радиационной физики (Самарканд, 1991); IV Всероссийской конференции по модификации свойств конструкционных материалов пучками заряженных частиц (Томск, 1996); II Международной конференции по модификации свойств материалов пучками заряженных частиц (Сумы, 1996); Международной научно-практической конференции "Ядерная энергетика в РК. Перспективы развития" (Актау, 1996); Международной конференц. "Ядерная и радиационная физика" (Алматы, 1997); II Республ. конференции "Современные проблемы ядерной физики" (Самарканд, 1997); IV Семинаре "Структурные основы модификации материалов методами нетрадиц. технологий" (Обнинск, 1997); IV Международном шк.-сем. «Эволюция дефектных структур в конденс. средах» (Барнаул, 1998).

Публикации: Основное содержание работы изложено в монографии, 28 научных публикациях и трёх авторских свидетельствах.

Краткое содержание диссертации

Во введении обоснована актуальность исследуемой проблемы, сформулированы цели и задачи исследования, указаны основные результаты работы, составляющие её научную новизну и практическую значимость, изложены основные положения, выносимые на защиту, описана структура диссертации.

В первой главе «Радиационная повреждаемость металлических систем и залечивание дефектов», носящей обзорный характер, приведен краткий анализ современного состояния проблемы радиационной структурно-фазовой нестабильности сплавов и залечивания дефектов, обоснована постановка задач исследований настоящей диссертационной работы.

Показано, что под воздействием высокоэнергетичных частиц в многокомпонентных системах протекают структурно-фазовые превращения. Вследс >е потери фазовой и термодинамической стабильности многокомпонентного материала под облучением, естественно, изменяется и ряд его практически важных физико-механических свойств. Это обстоятельство поставило исследователей перед необходимостью поиска теоретических моделей для объяснения, и в перспективе целенаправленного регулирования процессов радиационно-инициированных фазовых превращений. Эффект радиационной структурно-фазовой нестабильности сплавов становится предметом широкой дискуссии, однако единого мнения относительно его физической природы до сих пор не существует. Большинство предлагаемых моделей, главным образом, основаны на представлении об увеличении свободной энергии облучаемой системы в результате её пересыщения радиационными точечными дефектами и их комплексами.

Однако ряд экспериментальных исследований показывает, что установившаяся концентрация только радиационных дефектов не всегда обеспечивает прирост свободной энергии, необходимой для протекания тех или иных фазово-структурных превращений в сплавах (например, для а->к превращения в W-Re). Отмечается, что вклад антипозиционных дефектов в прирост свободной энергии системы может быть значительным. Последнее обуславливает и значимость радиационного разупорядочения как физической модели, предлагаемой рядом авторов для объяснения структурно-фазовой нестабильности сплавов под облучением. В той или иной мере выяснены причины возникновения новой разупорядоченной фазы в структуре упорядоченных сплавов с относительно простыми сверхструктурами типа Lh и А15. Считается установленным, что в результате каскадообразующего

облучения, разупорядочение структуры предварительно упорядоченного сплава происходит кпастерно, т.е. путем образования и коагуляции «новой» фазы со статистическим, разупорядоченным расположением атомов по узлам решетки. Однако их концентрационный состав и пространственное распределение не рассматривались или остались малоизученными. Кроме того, отмечается в работе, что процессы радиационно-инициированных фазовых превращений типа «порядок-беспорядок» в сплавах, обладающих более сложными (например, Д03, ДО19 и т.д.) типами сверхструктур, изучены также недостаточно, и поэтому в настоящее время невозможно однозначно судить о механизмах их радиационного разупорядочения.

Анализируются данные о появлении радиационно-индуцированных вторичных фаз также в ненасыщенных твердых растворах. Согласно современным представлениям возникновение новых фаз является следствием образования сегрегации на постоянных стоках радиационных дефектов или в местах их усиленной рекомбинации. На основе анализа экспериментальных данных сделан вывод о том, что обусловленная появлением радиационно-индуцированных сегрегаций потеря фазовой стабильности широкого круга бинарных и сложнолегированных сплавов, облученных при повышенных температурах, тесно связана с перераспределением легирующих элементов в объеме материала.

Считается установленным, что залечивание дефектов радиационного происхождения в сплавах, как и в чистых металлах, происходит в • широком интервале температур в несколько стадий вплоть до 0,6Тга. Интерпретация отдельных стадий отжига дефектов, по крайней мере, в упорядочивающихся сплавах СизАи, Р- и а-Си2п, РеА1 и др. основывается на данных о стадиях отжига дефектов в металлах, что не совсем корректно. Радиационные повреждения и соответственно процессы их залечивания в фазах с упорядоченным расположением атомов разных сортов по узлам решетки сильно отличаются от аналогичных процессов в моноатомных кристаллах. Процессы отжига дефектов в сплавах по традиции изучались методом измерения электросопротивления, причем в области температур, где отсутствовали какие-либо фазово-структурные превращения в них. Поведение радиационных дефектов в интерметаллидах и упорядочивающихся сплавах в

области критической температуры фазового перехода «П-Б», влияние дефектов на его термодинамические характеристики, на структуру и свойства высокотемпературных фаз остались недостаточно изученными.

Глава I заканчивается постановкой задач исследований.

Во второй главе «Структурно-фазовые превращения в предварительно облученных сплавах при высокотемпературной обработке (эффект «радиационной наследственности»)»рассмотрены основные закономерности влияния предварительного облучения на процессы превращений сплавов, на структуру и свойства высокотемпературных фаз.

Отожженные (ДОз - сверхструктура) и предварительно облученные флюенсом 1-Ю23 н-м"2 (Е>0,1 МэВ, Тоб,,<80°С) образцы упорядочивающегося сплава Fe+24,5 ат.% А1 в одинаковых условиях нагревали до 1100°С (0,85 Тщ,) и после выдержки в течение 2 ч закаливали в воду. .

Исследования показали, что предварительно облученные и необлученные образцы сплава FejAI непосредственно после закалки от 0,85 Тш находятся в резко различающихся структурных состояниях, Необлученно-закаленные образцы имеют упорядоченную В2-решетку. На его дифрактограммах сверх структурные линии (111) отсутствуют (рис. 1), ПДП r|i=0,53, а параметр ОЦК-решетки равен 0,5796+0,00005 нм.

На мессбауэровских спектрах этих образцов интенсивность. резонансных линий поглощения с эффективным полем Нс(5) оказывается большей, а с Не(4) -меньшей, чем исходного (таблица 1).

В то же время структура облученно-закаленного сплава, полностью эазупорядочена. Сверхструктурных линий на его дифрактограмме нет, а параметр :го решетки на 0,10% больше, чем у необлученно-закаленного. ЯГР-шгктр »блученно-закаленшго сплава практически не содержит секстет с полем Не(4) (см.

Рис. 1. Дифрактограммы нес^пученно-закаленных (верхние кривые) и облученно (МО23 н/м2) - закаленных образцов сплава Ре+24,5 ат.% А1 при различных температурах.

в --

табл. 1), что свидетельствует об отсутствии конфигураций с ближайшим окружением ядер 57Ре из 4 атомов Ре и 4 атомов А] в 1-ой координационной сфере, характерных для упорядоченной ДОз-фазы, зато почти в два раза возрастает интенсивность линий секстета с полем Не(8) за счет увеличения доли атомов Ре с 8 атомами Бе в 1-ой координационной сфере. Сделан вывод, что в структуре облученно-закаленного сплава не содержатся частицы ДОз-сверхструктуры, а имеются субмикрообласти с повышенным и пониженным содержанием атомов А1.

Таблица 1. Характеристики мессбауэровских спектров сплава РезА1 в различных состояниях

Состояние сплава у-10"3 Щ8) ад Щ4) Л(8) -1(5) №

м/с(±0,02) •106 А/м (±0,3) (±0,5) в % от

общей

интенсивности

спектра

необлученное 0,44 23,7 20,9 17,3 35,4 20,4 44,2

облученное 0,56 23,9 20,9 17,4 34,3 21,0 44,2

необлученно- 0,66 23,5 20,9 17,4 34,2 35,0 30,8

закаленное

облученно- 0,76 23,7 21,0 - • 66,1 33,6 0,3

закаленное

Продолжение таблицы 1.

необлученно-закаленное+отпуск 400°С24ч 0,50 23,6 20,9 17,3 34,5 20,4 45,1

облученно-закаленное+отпуск 400°С 24 ч 0,60 23,6 20,9 17,2 46,9 29,1 24,0

Резоле различия в поведении необлученно-закаленных и облученно-закаленных образцов наблюдали при их последующем изотермическом отпуске при 400°С (<ТС). Равновесная степень порядка БОз-типа в первом из них достигается при отпуске в течение 6 ч. За это время полностью восстанавливается параметр решетки, относительные интенсивности и местоположение линий ЯРГ-спектра. Облученно-закаленные образцы даже после отжига при 400°С в течение 24 ч остаются разупорядоченными: на их дифрактограммах (см. рис. 1) отсутствую г сверхструктурные линии. По данным мессбауэровской спектроскопии после такого отжига в образцах присутствуют мелкодисперсные ДОз-домены, однако их размер к количество слишком малы, чтобы вызвать появление сверхструктурных линий на дифрактограммах образцов.

Различия в структурных состояниях после закалки и отпуска необлученных и предварительно облученных нейтронами образцов сплава ЕезА1 существенно влияет на их пластические свойства. Оказалось, что необлученные образцы и в отожженном, и в закаленном, и в отпущенном состояниях разрушаются хрупко при испытаниях на изгиб и растяжение. В то же время, если образцы после облучения хрупки, то в облученно-закаленном и отпущенном 24 ч при 400°С состояниях они проявляют достаточно высокую пластичность при таких испытаниях. Эти результаты позволяют рассматривать разработанный способ радиационно-термической обработки труднодеформируёмых сплавов как практически полезный.

Из полученных результатов следует, что эффекты предварительного облучения наследуются структурой упорядочивающегося сплава РсзЛ1 после протеки ия в нем фазовых превращений и нагрева вплоть до 0,85Тга сохраняется в ней длительное время, и оказывает сильное влияние на его фазово-структурное состояние после закалки от этой температуры и затрудняет протекание процессов зародышеобразования и роста частиц упорядоченной ДОз-фазы при последующих отжигах - явление радиационной наследственности.

Изучены также проявления радиационной наследственности при фазовых превращениях в эвтектоидных и стареющих сплавах. Показано, что после нагрева предварительно облученных флюенсом 1-Ю23 н-м"2(То6л^80оС) и необлученных образцов сплава Си+24,3 ат.%А1 выше температуры эвтектоидного превращения а+у2<=>Р, выдержки в течение 75 мин. при 0,92 Тш и закалки в воде облученные образцы отличаются от необлученных фазовым составом, скоростью процессов фазовой перестройки при отпуске закаленных образцов ниже эвтектоидной температуры. Установлено, что облученные в равновесном двухфазном состоянии • образцы стареющих сплавов Си-Зат.%Ре, Си-4ат.%'П, Ре-1,2всс.%С после нагрева до температур существования однофазного твердого раствора, длительной выдержки при этих температурах и закалки отличаются от необлученных, термообработанных в тех же условиях, структурой закалки и поведением при изотермическом отпуске ниже температур растворимости. Эти сплавы имеют низкую растворимость компонентов при обычных температурах и повышенную - при высоких. Облученные флюенсами М022-1-1024 н-м"2 и необлученные отожженные образцы сплава Си+Зат.%Ре нагревали до 0,98Тга и после выдержки 2,5 ч закаливали в масло. После закалки структура, параметры решетки и микротвердость образцов обеих серий были одинаковыми. Однако процессы старения в них при 400°С протекали существенно различно: время, при котором начинался распад твердого раствора и вызываемое им повышение твердости для облученно-закаленных образцов было меньше, чем для необлученно-закаленных. С ростом флюенса предварительного облучения эта разница увеличивалась. Обнаружено, кроме того, что процессы старения в облученно-закаленных образцах протекают в три стадии, а в

необлученно-закаленных - в две, достигаемая в процессе старения облученных образцов микротвердость на 15% больше, чем необлученных. Аналогичные результаты получены при изучении двух других сплавов. Показано в работе, что в предварительно облученных образцах Fe-C в отличие от необлученных уже в процессе закалки происходит частичный распад мартенсита. Необлученные образцы сплава Си+4ат.%Т1 после закалки имели грубозернистую структуру сс-твердого раствора, а предварительно облученные (>6-1021 н-м"2) - частично распавшегося раствор. На их дифрактограммах наряду с лауэ-пятнами a-фазы обнаружены размытые пятна-сателлиты. Присутствие последних связано с существованием в сплаве концентрационных микронеоднородностей, обусловленных модулированной структурой.

В конце гл. 2 обобщены экспериментальные данные и дается заключение, чго совокупность результатов, основанных на исследованиях структуры и поведения предварительно облученных образцов сплавов разного класса после их нагрева выше температур фазовых превращений и охлаждения, указывает на существование наследственной передачи эффектов радиации от низкотемпературной модификации материала к высокотемпературной при фазовых превращениях. Отмечено, что явление радиационной наследственности распространено широко и может быть использовано на практике для управления физико-механическими свойствами упорядочивающихся сплавов и интерметаллических соединений.

Третья_глава «Радиационно-инициированные превращения

сложноупорядочеиных . интерметаллидов» посвящена анализу результатов исследований особенностей изменений - кристаллической структуры интерметаллических соединений кристаллографических классов ДОз, ДО|д, Д8ЬЗ и Lio при облучении высокоэнергетичными частицами и послерадиационном отжиге и выяснению природы обнаруженного явления радиационной наследственности.

Упорядоченные по ДОз-типу и разупорядоченныё холодной деформацией образцы сплава Fe+24,5aT.%Al облучались нейтронами (Е>0,1МэВ, Т^:)<80°С) в интервале флюенсов 1-1020-г5-Ю23 н-м'2. Структура облученных и необлученных

образцов исследовалась методами рентгенографии при температурах от 20°С до 850°С и ЯГР-спектроскопии.

В интервале облучения малыми флюенсами нейтронов (до 5 • 1021 н-м'2) дифрактограммы образцов упорядоченного сплава изменялись слабо. Интенсивность сверхструктурной линии (111), которая характеризует упорядоченность атомов в ДОз-решетке увеличивается, тогда как интенсивность линии (200), отражающая упорядоченность атомов в В2-подрешетке, при этом практически не меняется, что обусловлено процессами радиационно-стимулированного доупорядочения атомов Fe и А1 по ДОз-схеме.

При дальнейшем возрастании флгоенса до 5-Ю22 н-м"2 происходит увеличение параметра решетки, наблюдается уширение сверхструктурных (111), (200) и структурных (220) линий. Дифракционная картина резко изменяется при облучении образцов флюенсами нейтронов более 1-1023 н-м"2: сильно увеличивается ширина и уменьшается интенсивность линии (111), асимметрично размываются в сторону малых углов дифракции структурные линии, аномально возрастает интенсивность сверхструктурной линии (200) (рис. 2). Расчеты показали, что при облучении соединения БезА! флюенсами более МО23 н-м'2 происходит измельчение антифазных доменов от 75 нм при флюенсе 1-1023 н-м"2 до 30 нм при флюенсе 5-1023 н-м"2.

Рис. 2. Дифрактограммы сплава Ре3А1 в необлученном (1) и облученном флюенсами 1-Ю23 (2) и 5-Ю25 н/м2 (3) состояниях (интенсивность линии (220) уменьшена в 5 раз).

Уширение дифракционных отражений при флюенсах облучения (2ч-5)-1023 и м 2 обусловлено появлением в облучаемых образцах Ре3А1 индуцированных фаз, представляющих собой когерентно связанные с матрицей микрообласти с решетками типа В2-(3'(РеА1) и а'(твердый раствор алюминия в железе). При относительно небольшом количестве частиц этих фаз, равномерно распределенных г. объеме матрицы, уширенные рефлексы указанных фаз накладываются на основные. С увеличением флюенса нейтронов концентрация частиц новых фаз растет, они перекрыпаются, что приводит к наблюдаемому на эксперименте аномальному росту интенсивности сверхструктурной линии (200), вклад в которую вносят частицы упорядоченной РеА1-фазы, и асимметричному размытию структурных отражений (220) и (440) за счет наложения фазы БеА!. Из анализа полученных результатов следует, что радиационное разупорядочение сплава РезА! при облучении нейтронами происходит по типу концентрационного расслоения с образованием субмикрообластей с повышенным и пониженным содержанием атомов А1.

При нагреве облученных нейтронами флюенсами >2-1023н-м~2 образцов наблюдали снижение температуры перехода сплава Ре3А1 с упорядоченной ДО? решеткой в высокотемпературное разупорядоченное состояние, изменение самой схемы такого превращения. Для необлученных образцов превращения происходят

гтл '430е гтгл Т,=570°С . 600" 70о°С

по схеме. ДО,->ДО, + а—-->В2 + а—->Й2->а, а для облученных

флюенсом 5-1023 н-м"2 образцов ДО, >а' + р' ([З'-фаза содержит ~ 50 ат.% А1, а'-фаза ~ 6ат.%А1).

Зародышами для формирования а'- и Р'-фаз в сплаве РезА! при повышенных температурах являются радиационно-индуцированные микрообласти, обогащенные и обедненные атомами А1. Они образуются гомогенно в областях прохождения каскадов атом-атомных соударений. Наличие повышенной плотности дислокаций в твердом растворе, являющиеся мощными постоянными стоками радиационных точечных дефектов, или местами их усиленной рекомбинации практически не влияет на интенсивность протекания концентрационного расслоения под облучением.

Исследовали влияние реакторного облучения на сильно искаженную структуру холоднодеформированного сплава РезА! и особенности кинетики её высокотемпературных превращений. Результаты рентгенографии и ЯГР-спектроскопии показали, что при облучении нейтронами реакторного спектра в холоднодеформированном сплаве Ре3А1 протекают процессы радиационно-сгимулированного упорядочения атомов (см. табл. 2). В спектрах поглощения деформированного сплава практически отсутствуют секстеты, ответственные за ДОэ- и В2 - типы сверхструктуры. После облучения флюенсом 5-1023 н-м"2 линии ЯГР-спектра деформированного сплава становятся более интенсивными и узкими, появляются слабые линии с эффективными полями Нс(8) и Не(4), хотя всё еще велика доля секстетов Щ5) и Щ6).

Таблица 2. Изменение параметров структуры РезА! после холодной деформации и реакторного облучения.

Состояние сплава а, нм Да -,% а пдп Е , нм

Лз Л1

Необлученное холоднодеформированное 0,5828

Облученное (5-1022 нУм2) холоднодеформированное • 0,5812 -0,27

Необлученное термически упорядоченное 0,5795 1,1 0,7 эталон

Облученное (5-1023 н/м2) холоднодеформированное 0,5807 -0,36 0,7 0,5 25

* Точность измерения параметра решетки ±0,00003 нм. ** А а=аоб„уЧ - а11е0бдут|

Данные псслерадиационной термообработки показали, что в облученных высокими флюенсами нейтронов предварительно деформированных вхолодную образцах, так же как и в высокоупорядоченных образцах соединения Ре3А1 происходит рентгенографически «видимое» высокотемпературное расслоение структуры на а' и '-фазы. В зависимости от исходной структуры и флюенса реакторного облучения температура расслоения заметно смещается. Отмечается, что в холоднодеформированном сплаве процесс высокотемпературного расслоения протекает менее. интенсивно, если судить по температуре послерадиационного нагрева и более интенсивно, если по дозовой зависимости.

Изучено влияние облучения на процессы разупорядочения исходно упорядоченных сплавов ТЬА1, (Т)', КЬ)зА] (Д019-сверхструктура) и ПА], Т1А1+2ат.% Ъх (Ыо-сверхструггура). Отожженные образцы сплавов, облучались нейтронами в интервале флюенсов 6-1021-й,9-1024 н-м"2 (Е>2,35 МэВ, Т^ВО-С, ФоУФг.ззм^Д). Показано, что степень дальнего порядка в размещении атомов в решетке указанных сплавов с ростом флюенса реакторного облучения снижается по известному экспоненциальному закону. Начало разупорядочения тройного сплава сдвинуто в область заметно меньших флюенсов по сравнению с бинарным (6-Ю21 и 5-1022 н-м"2 соответственно). Разупорядоченное состояние достигается при флюенсе 5-1023 н-м"2 и в том, и в другом случаях. Ширина структурных линий дифрактограмм обоих соединений во всем диапазоне флюенсов остается неизменным, а микротвердость образцов с ростом флюенса нейтронов увеличивается практически линейно (рис. 3)

Рис. 3. Изменение параметров решетки С(1) и а(2), СДП(З), микротвердости (4), отношения С/а (5) и относительного прироста объема элементарной ячейки интерметаллида Т13А1 в зависимости от флюенса нейтронов.

'л

«о. До" ¿10" 1-10*1 5\о" <.1 о^ я^'иуд

Относительный её прирост при флюенсе 5-Ю23 н-м'2 составляет 30%. Обучение не влияет на параметр (с) решетки соединений, тогда как параметр (а) базисной плоскости гексагональной структуры непрерывно увеличивается с ростом повреждаемости, причем на последней стадии разупорядочения скорость его прироста возрастает. На основе полученных данных можно заключить, что разупорядочение алюминидов титана с ПТУ-решеткой в результате каскадообразующего облучения протекает по кластерному механизму с

образованием частиц разупорядоченной фазы с размерами в поперечнике 50-г60 А. При высоких флюенсах (>5-1023 нм"2) практически весь объем облученных образцов занят новой фазой с разупорядоченной решеткой. Гомогенный характер разупорядочения наблюдается также при облучении Т13А1 ионами Т1+ (Е=60КэВ, Т„бл<120оС). Причем уменьшение степени дальнего порядка сплава в результате ионного облучения обнаружено в «запробежных» областях, в объемах кристалла на порядок превышающих пробег ионов. В приповерхностных областях происходит измельчение зерна на 30-й0% при высоких флюенсах облучения.

Показано, что в указанном интервале флюенсо'в разупорядочение Ыо-решеток как легированного Ъх интерметаллида Т1А1, так и бинарного сплава происходит сЬ

также по закону — = -уйФ(Ф- уд. поток нейтронов, р - константа). Ширина

дифракционных линий облученных образцов практически остается без изменений. Параметр (а) ГЦТ-решетки соединений увеличивается, а параметр (с) уменьшается пропорционально флюенсу нейтронов, что приводит к снижению степени тетратональности решетки (рис. 4).

Облучение вызывает значительное упрочнение сплавов: для легированного и нелегированного соединений при флюенсе 1023 н-м"2 относительный прирост микротвердости составляет соответственно 90 и 60%.

Изучено влияние нейтронного и ионного облучения на структуру и "'микротвердость титановых сплавов ВТ-9 и ВТ-14, которые в исходном состоянии . содержали две фазы, - а-фазу с ГПУ-решеткой и р-фазу с ГЦК-струетурой. Образцы сплавов облучали нейтронами (Е>0,1МэВ, Тссл^80°С) в интервале 5-102Ч5-1024н-м"2 и

ионами ТГ (Е=60КэВ, Товя<120°С) флюенсами 1-1020-ь5-1022 ион-м'2. Обнаружено, что реакторное облучение приводит к радиаци'онно-шшциированному Р~>а -

превращению, повышению микротвердости сплава на 30% при флюенсе облучения 5-1024 н-м'2. Ионное облучение также приводит к изменению количественного соотношения фаз не только в приповерхностных областях образцов, но и в объеме сплавов, значительно превышающих расчетную глубину проникновения ионов.

Анализируются экспериментальные данные по изменению структурно-фазового состояния интерметаялида СидА!* (Д83) при облучейии высокоэнергетичными частицами. Образцы сплава Си+31 Дат.%Л1 (у2-фаза) после предварительного отжига облучались нейтронами в интервале флюенсов (Ы0л-гЫ024 н-м"2) (Е>0,1МэВ, То&1<80<,С, ФоУФэ,омэв=6,3), а-частицами с начальной энергией 17МэВ (То6л<80с'С)> протонами с энергией 7МэВ (То6л<80°С) и электронами с Е=8МэВ (Т„б1<200оС). Показано рентгенографически, что в результате облучения каскадообразующими частицами в упорядоченной матрице

Рис. 4. Изменение СДП (1а, 16), отношения С/а (2а и 26); параметров решетки С(3а и 36), а (4а и 46); прироста объемов элементарных ячеек (5а и 56) и микротвердости (6 а и 66) соответственно для сплава Т1А1(А) и ТШ+2 ат.% 2х (Б) в зависимости от флюенса нейтронов.

о >'ю"-

5-.^ но"

интерметаллида образуются локализованные микрообласти с разупорядоченной решеткой. Подобную структуру имеет высокотемпературная модификация соединения (угфаза). Радиационно-инициированное Уг->У1 - превращение СидА!» основано на механизме кластерного разупорядочения. Дифрактограмма облученных образцов содержит линии как упорядоченный, так и разупорядоченной фаз. В зависимости от вида облучающих частиц ширина линий урмодификации меняется. Расчеты показали, что в поперечнике размеры разупорядоченных областей составляют 35 нм при облучении нейтронами, 23 нм - протонами и 17 нм - а-частицами. Количество образующихся частиц угфазы растет пропорционально флюенсу негаронов. Наблюдается корреляция между экспериментальной зависимостью размеров частиц угфазы от энергии ПВА с известными теоретическими оценками. Приведены рентгенографические данные изменения структуры Си9А1((Д8з) и РезА1 в результате облучения электронами. Обнаружено, что разупорядочение их структуры в результате электронного облучения также протекает по высокотемпературному типу.

При нагреве облученных образцов СщАЦ с (уг+тО структурой до 200°С в областях с разупорядоченной структурой начинается процесс упорядочения. На дифрактограммах, содержащих линии у2- и 71-фаз, после отжига образцов в течение 1 ч при 200°С появляются дополнительные линии, принадлежащие новой, ранее неизвестной у^-фазе. С ростом температуры отжига интенсивность линий у^-фазы увеличивается, а угфазы - уменьшается. Выше 500°С рентгенограмма облученных образцов содержит только линии уг-фазы. Фаза 71' имеет частично упорядоченную структуру, отличающуюся от разупорядоченной угфазы правильным чередованием атомов в одной из подрешеток. Упорядочение атомов разного сорта во второй подрешетке у^-фазы при температуре около 500°С преобразует её в у2-фазу. Определена энергия упорядочения атомов в первой и во второй подрешетках радиационно-инициированной разупорядоченной угфазы (0,12 и 0,38 эВ/А соответственно).

Исследовали влияние облучения высокоэнергетичными частицами на устойчивость структуры интерметаллида С^Пв (Д82). Облучение образцов

соединения Си+63ат.%2п (Сл^Пз) проводилось флюенсами нейтронов 9-1021н-6,3-1023 н-м"2 (Е>2,35 МэВ, ТоСл<80°С). Установлено, что дифрактограмма сплава, облученного малыми флюенсами нейтронов, наряду с линиями упорядоченной матрицы содержит интенсивные линии радиационно-индуцированной р-фазы с ОЦК-решеткой, частично накладывающиеся на основные структурные линии у-фазы (рис. 5).

Состав компонентов р-фазы соответствует эквиатомному соединению Си/'п. Выделение р-фазы, .инициированное облучением, приводит к уменьшению парамрешетки матричной у-фазы на 0,07%. Повышение флюенса более 6,ЗЮ23 н-м"2 приводит к обратному растворению р-фазы, при этом параметр решеткп соединения восстанавливается почти до исходных значений, соответствующих - необлученному состоянию.

Рис. 5. Изменение формы рентгеновских линий (11.21) - а и (871) - б интерметаллида Си52п8 в зависимости от флюенса нейтронов: необлученный образец (1); облученные флюенсами 8,8-Ю21 (2); 3,25-1022 (3); 6,3-1023 н/м2 (4)

Радиационно-инициированные превращения обнаружены также при изучении соединения N¡521121(^82). После облучения - образцов сплава 7л с 20,3ат.% N1 флюенсом нейтронов 9-Ю21 н-м"2 (Е>2,35 МэВ, ТобЛ^80°С, ФоУФ2,з5МэВ=7,1) на их дифрактограммах содержались линии двух близких по структуре фаз, -у-матричного упорядоченного интерметаллида и урсоединения с меньшим параметром решетки и обедненное атомами №. При увеличении флюенса до 3,25-Ю22 н-м"2 рентгеновские

линии у- и угфаз на дифрактограммах сближаются, появляются интенсивны^ линии новой р-фазы (рис. 6), состав которой близок к с параметром ОЦК-решетки 0,2945 нм (у->Р)-превращение.

Изучены радиационно-инициированные превращения интерметаллида Си5С<18. Отожженные образцы сплава Cd+27,2 вес.%Си были облучены флюенсом нейтронов (1,4-1022-г8>9-1022) н-м"2 (Е>2,35 МэВ, Т^вСС, ФоУФ2.з5мэв=7,1). Дифрактограмма отожженных образцов содержит полный набор симметричных линий, соответствующих решетке Д82-типа с параметром 0,9586 нм. Обнаружено, что в результате реакторного облучения происходит концентрационное расслоение структуры СизСсЗа (подобно РезА1) с образованием радиационно-индуцированных фаз У (/-фаза обеднена Си, чем изоструктурная матричная у-фаза и имеет параметр решетки а=0,9591 нм) и Р (р-фаза обогащена Си, имеет гексагональную структуру типа С14 и параметры решетки а=0,5001 и с=0,7985 нм при с/а=1,59) (см. рис. 7).

Рис. 6. Рентгенограммы интерметаллида N¡571121 в необлученном (1) и облученном флюенсами 8,8-Ю21 (2); 3,25-Ю22 (3); 8,8 1022 н-м'2 (4) состояниях.

В отличие от интерметаллидов С^Пв и Ni5Zn2l интерметаллид СизСс^ характеризуется структурой с разупорядоченным расположением атомов разного сорта в узлах одной из двух подрешеток и упорядоченным их размещением в

другой, а также большой разницей в атомных диаметрах Си и Сё (у->у'+р)-превращение.

Sa . I Э _ у а

«*ППЧа!»9 К? i §

ílilllíiiiii i ii' '

А

кпч Olí и

Рис. 7. Штрих-диаграммы рентгеновских линий сплава Си5Сс38 в необлученном (1) и

.22 „и.г,

£ облученном флюенсами 1,4-Ю22 (2);

7,4-1022(3); 8,9-10 н/м (4) состояниях

2.

: * hilinm \ú)M

1 1 1

11 lililí ll blfl ||| h 11-

Приведены результаты исследования влияния нейтронного облучения (флюенсом 9-1018+8,8-1а22 н-м"2, Е>2,35 МэВ, Т^<80°С) »и соединение Мп5гпц(Й1+17,4вес.%Мп) (Д83). На дафрапограммах образцов интерметаллида Мп5гп2Ь облученных флюенсом 9-Ю21 им"2, наряду со слегка уширенными структурными и сверхструюурными линиями присутствуют линии е-фазы г ГПУ-решеткой. Параметр решетки матричной у-фазы при этом уменьшается. При увеличении флюенса нейтронов линии е-фазы на дифрактограммах облученных образцов ослабляются, и на дифрактограммах образцов, облученных флюенсом 8,8-1022 н-м-2 присутствуют только уширенные линии кубической у-фазы. Параметр дальнего порядка ^-1(321 )/1(600) в размещении атомов Мп и 2п в одной, из подрешеток у-фазы при облучении её образцов уменьшается пропорционально флюенсу нейтронов, другой же - пГЦ521уЦ600) сначала уменьшается, а затем растет, достигая значений, практически равных исходному значению для необлученнмх образцов. Изученные в работе фазово-структурные превращения, протекающие в сложноупорядоченных соединениях в результате облучения высокоэнергетичными частицами приведены в таблице 3.

аблица 3. Радиационно-инициированные превращения интерметаллидов

ч> Система Состав Формула Исходное состояние Условия облучения Превращения

1 Fe-Al Fe+24,3 ат.% Al Fe3Al D03 п°£0,1 МэВ), <80°С 5-1019-г5-1021 Н-М"2 > 1-Ю23 н-м'2 е (8 МэВ), <200°С Доупорядочение по БОз-схеме концентрац. расслоение Ш3->а'+(У (а'-обед. А1, Р'-обогащ. А1) статистич. перемешивание В0}—>а (а-высокотемперат. модификация).

Fe+25,5 ат.% Al Fe3Al Холодноде-формирован. п°(£0,1 МэВ), <80°С 10194-5-1023 н-М"2 упорядочение

2 Ti-Al Ti+25 ат.% Al Ti3Al DO,9 п°(>2,35 МэВ), <80°С <5-1023 н-м"2 >5-1023 н-м"2 ТГ(бОКэВ), <120°С частичное разупорядочение полное кластерное разупорядочение «г->Р (Р-высокотемперат. модификация), кластерное разупорядочени. а2->Р

Продолжение таблицы 3.

3 ТьАШ) Т1+21 ат.% А1+ +25 ат.% ЫЬ (ТиЩзА! БО19 п°(>2,35 МэВ), <80°С <1021 н-м'2 >5-1023 н м"2 частичное разупорядочение полное кластерное разупорядочение

4 "П-А1 Т1+50 ат.% А1 ТШ Ь10 п°(>2,35 МэВ), <80°С <1022 н-м"2 >1022 н-м"2 доупорядочение кластерное разупорядочение

5 ТьА1-гг Т1+50 ат.% А1+ +2 ат.% Ъх Ь10 >1022 н-м'2 кластерное разупорядочение

6 Си-А1 Си+30,8 ат.% А1 СидАЬ 158з(72) п°(>0,1 МэВ), <80°С 102|-И024 н-м'2 р+(7 МэВ), <80°С 2,2-1020 м"2 а(29 МэВ), <80°С 1,6-Ю20 м"2 е (8 МэВ), <200°С 5-Ю23 м'2 кластерное разупорядочение (У1—»угХ угвысокотемп. мод.) кластерное разупорядочение (У1->Уг) кластерное разупорядочение (У1—>Уг) статистическое перемешивание

Продолжение таблицы 3.

7 Си-гп Си+61 ат.% 2п Си5гп8 082(у) п°(>2,35 МэВ), <80°С <8,8-102'н-м'2 >6,3-1023н-м"2 концентрац. расслоение, выделение ОЦК Р-фазы (Си2!л) растворение Р-фазы

8 Си-Сс1 Си+72,8вес.%Сс1 си5са8 082(у) п°(>2,35 МэВ), <80°С 1,4-102Ч8,9-1022 Н-М'2 концентрац. расслоение у-»у'+р (у'-обед. Си, Р-обогащ. Си)

9 Мп-2п Ъп+\1,Л вес.% Мп Мп5гп21 П83(у) п°(>2,35 МэВ), <80°С 9-1018+8,8-1021 н-м"2 >3,2-1022 н-м"2 кластерное разупоряд. (у->е), (е-высокотемпературная модификация)' растворение 6-фазы

10 гп+30,3 ат.% № N¡52112, П82(у) п°(>2,35 МэВ), <80°С 8,8-102|4-8,9-1022 Н-М"2 концентрац. расслоение (У-П'+Р), Р(ОЦК,№гп).

Глава III завершается обобщением полученных результатов и выводами.

В главе IV «Сепарация атомов разного сорта в решетке упорядоченных соединений при каскадообразующем облучении» на основе анализа экспериментальных результатов исследования радиационной дестабилизации интерметаллических соединений со сложными упорядоченными структурами рассматривается принципиальная возможность образования зародышей новых фаз в областях кристаллов, поврежденных каскадами атом-атомных соударений, вдали от постоянных стоков дефектов. В предлагаемой физической модели радиационно-индуцированная сепарация атомов в областях каскадов смещений происходит по схеме Видерзиха-Окамото-Лема для сегрегации в концентрированных сплавах. В качестве объекта моделирования выбран сплав стехиометрического состава АзВ, в котором радиус атома В больше радиуса атома А, с параметрами, характерными для сплава РезА1. Область повреждения, оставшаяся на месте прохождения каскада смещений имеет характерную структуру распределения точечных дефектов (рис. 8): в центре каскада формируется обедненная зона, по периферии которой размещаются межузельные атомы. В упорядоченном кристалле между этими зонами имеется зона разупорядочения, образованная распространением цепочек замещающих соударений. Время разделения области повреждения на зоны составляет 10"'4+10~12 с. Вслед за этим протекает процесс залечивания обедненной зоны, причем преимущественно наиболее подвижными атомами одного сорта. Менее подвижные -закрепляются на периферии обедненной зоны.

На примере соединения РезА1 показано влияние размерного эффекта на сепарацию атомов. При этом принималось, что центр каскада с вакансиями является областью растяжения, а область с межузлиями - областью сжатия. На диффузию межузельных атомов, таким образом, влияют поля напряжений послекаскадного распределения дефектов. На мигрирующий межузельный атом действует сила, выталкивающая его из области сжатия для снятия напряжений, которая пропорциональна градиенту энергии его взаимодействия с полем напряжений:

0)

Рис. 8. Схема радиационно-стимулированной сепарации в двойном сплаве АВ: а) стадия образования зоны повреждения, протекающая за счет каскада атом-атомных соударений: область 1-обедненная зона, область 2 - зона замещающих соударений, область 3 - зона внедренных атомов

(• - атом А, о - атомы В); б) итжиг зоны

повреждения .- преимущественный возврат атомов В из области 3 в область 1; в) заключительная стадия отжига: образование зоны с повышенным содержанием атомов В на месте области 1 и с пониженным содержанием В-атомов на месте области 3.

где г(1+б) - радиус дефекта, г - радиус той поры, которая имеется для него в кристалле, ап - сумма диагональных составляющих тензора напряжений, действующих на дефект со стороны других межузельных атомов. Действие выталкивающей силы будет способствовать переходу атомов большего радиуса в межузлие и дальнейшей их миграции. Система кинетических уравнений, описывающих процесс возврата межузельных атомов в обедненную зону в сферических координатах, с учетом сделанных приближений, будет иметь вид:

^а 1 д( эсл 1 ¿х#с,) ДГС| ±э/г2аМ + 11(п.г,асл

а ~г25г1Д1 дг) КТ <Эг ' дт КТ \2Л й; + г25г1Да Зг )'

(2)

д1 "г2аг1Д1Г а- ^ кт а 'эг кт'г2гЛг ъ) г2эЛДвГ аг>

где Сд(г) и Св(г) - относительные концентрации элементов А и В соответственно (отношение числа атомов А и В к числу узлов кристаллической решетки), Дд и д„ -

И = -—ЯГ ЕО ,

коэффициенты диффузии межузельных атомов А и В, 1_ГЛ и Цц - соответственно энергии упругого взаимодействия межузельных атомов с полем напряжений, К -постоянная Больцмана, Т- абсолютная температура, Сг - относительная концентрация межузельных атомов, определяемая как С](г)- СА(г)+ Св(г)-1. Результаты расчетов представлены на рис. 9. Приведенные в работе оценки с учетом достижения 30% атомной концентрации вакансий в обедненной зоне показали, что при облучении упорядоченного сплава РезА! по механизму сепарации могут образовываться зародыши обогащенной алюминием фазы РеА1 с радиусом больше

о

критического (>30 А ) при энергии нейтронов >0,5 МэВ. Эти результаты согласуются с экспериментально полученными данными.

В работе рассматривается влияние температуры на кинетику процесса радиационно-индуцированной сепарации. При повышенных температурах, когда подвижными становятся как межузельные атомы, так и вакансии, система уравнений, описывающих залечивание обедненной зоны

Рис 9. Рассчитанные значения концентраций компонентов сплава после отжига зоны повреждения, созданной каскадом атом-атомных соударений в зависимости от расстояния до центра каскада (г=0). 1,3 - начальные значения концентраций компонентов А и В сразу после прохождения каскадов атом-атомных соударений, 2,4 - значения концентраций компонентов А и В после отжига зоны повреждения.

100 "т(Д)

0.77-

0.7S

O.75.

1

TJ 1 0.7|

у

ё о 0.69-'

a

0.27'

0.25

0.23 '

имеет вид: дсл/а = УС, +ДУСВ-Д^С, + Д^С, + /кТ},

хв/а = ч{дуачсв +д',чс„ -д?ж,+д?УС, +д?с,уие/«г},

¿с, ¡а = у{дусл +д'вУС, + д/ ус, + д?чс, +д?с, чил /кт+д?с, у ив г кг} (3)

КуС¡Су>

ес¥/а = у{дОУсу+д®Усу-д1УСА-д^св}-к|с1су,

где СА, Св, С,, - концентрация компонентов А, В, межузельных атомов и вакансий соответственно, Д'А, Д1, Щ, Дв, Д,А, ДР, ДО, Д? - парциальные коэффициенты диффузии. Отметим, что нижний индекс относится к мигрирующему объекту, верхний - к механизму, посредством которого осуществляется миграция. Так, Дд означает парциальный коэффициент диффузии атомов А по межузельному механизму и т.д. Результаты теоретических исследований показали, что в сплаве РезА1 эффект сепарации с ростом температуры облучения уменьшается и при 500°С практически исчезает.

На основе анализа результатов исследования обнаружена зависимость пороговых значений флюенсов, при которых происходит распад изоструктурных интерметаюгадов с решеткой Д8).з на концентрационные микронеоднородности, от разницы атомных объемов компонентов (ДУ) (рис. 10).

Рис. 10. Зависимость пороговых значений флюенсов нейтронов, приводящих к гетерогенизации облучаемых образцов за счет радиационно-индуцированных выделений новых фаз в решетках интерметаллидов со структурой Д81.3 и к переходу их вновь в гомогенные состояния при - повышенных флюенсах, от разницы атомных объемов компонентов.

О 2 А 6

Показано также, что устойчивость зародышей радиационно-индуцированных фаз в этих соединениях при послерадиационном отжиге зависит от (ДУ).

Совокупность полученных в работе экспериментальных и теоретических результатов, а также обобщение литературных данных о деформационной и структурной наследственности позволили высказать определенную точку зрения на природу обнаруженного явления радиационной наследственности. Делается заключение о необратимых изменениях в структуре материала при облучении и возможных путях наследственной передачи эффектов радиации при высокотемпературных фазовых превращениях в металлах и сплавах. Генетическим фактором радиационной наследственности являются концентрационные неоднородности, образованные в областях развития радиационных повреждений в материалах.

В конце главы IV обобщены результаты исследований и сделаны выводы.

Глава V «Роль миграции межфазных границ в радиационной повреждаемости гетерогенных сплавов» посвящена исследованию радиационной дестабилизации структуры интерметаллидов, входящих в качестве фазовых составляющих в сплавы различной природы и поведения различных структур при послерадиационной термообработка .

Приведены результаты рентгенографических и электронномикроскопических исследований влияния облучения и послерадиационной термообработки на структуру интерметаллидов С1^л8(у) и Са2п(Р-фаза) в гетерогенном сплаве медь+54ат.% цинка. Отожженные образцы сплава облучались нейтронами реактора флюенсом МО23 н-м"2 (Е>0,1 МэВ, То6,<80°С) и а-частицами на циклотроне флюенсом 4'1021 част.-м"2 (нач. энергия 10 МэВ, Тобл<100°С). Показано, что при обоих видах облучения в зернах ОЦК р-фазы образуются дефекты в виде вакансионных петель разного размера, количество которых в несколько раз больше при облучении образцов а-частицами по сравнению с нейтронным облучением. После реакторного облучения в зернах длиннопериодической сверхструктуры у-фазы (а=8,6 им) с АФГ в плоскостях {110} наблюдаются выделения р-фазы.

Облучение а-частицами нарушает структуру у-фазы значительно сильнее, - линии АФГ на микроснимках искажаются, структура резко фрагментируек \ внутри частиц у-фазы также наблюдаются выделения ß-фазы. Установлены особенности и кинетические параметры превращений в облученных образцах гетерогенного (ß+y) сплава при нагреве. Оказалось, что фазовый переход у—>ß в них начинается при температуре 100°С, а в необлученных - при 160°С. Скорость перемещения межфазной ß/y-границы при данной температуре в облученных образцах значительно выше, чем в необлученных. Радиационно-индуцированные частицы ß-фазы растут при этом за счет поглощения дефектной у-фазы.

Изучено влияние нейтронного облучения на гетерогенную структуру алюминидов титана. Отожженные образцы двух- и трехкомпонентного сплава облучали нейтронами в интервале флюенсов 1-1021-г5-1023 н-м"2 (Е>2,35 МэВ, Тобл<80°С). Установлено, что при облучении трехфазного сплава TiAl+Ti3Al+Nb3Al флюенсом 1,2-1022 н м"2 происходит растворение кубической фазы Nb3Al (AI 5), растворение фазы TiAl (у). При более высоких флюенсах сплав сохраняет двухфазное (Т1А1+Т1зА1)-состояние.

Показано, что интерметаллид Ti3Al, входящий составной частью в гетерогенный сплав Ti3Al+TiAl, с ростом флюенса нейтронов разупорядочивается, степень атомного порядка в его решетке достигает нулевых значений при флюенсах на порядок ниже, чем в интерметаллиде, облученном в гомогенном состоянии. Степень упорядоченности атомов в решетке TiAl при облучении гетерогенного сплава флюенсами до 5-Ю21 н-м"2 возрастает, а при больших флюенсах нейтронов вплоть до 5-1023 н-м'2 практически пропорционально флюенсу уменьшается.

На основании анализа изменений параметров решеток отдельных фаз в гетерогенных сплавах, степени атомного порядка в их решетках в зависимости от флюенса нейтронов установлены различия в особенностях повреждаемости интерметаллидов, облучаемых либо в гомогенном, либо в гетерогенных состояниях.

В конце главы V обобщены результаты Исследования и делается заключение, что при облучении на характер фазовых превращений в гетерогенных сплавах о:\азызает влияние радиационно-стимулированное межфазное взаимодействие.

Основные результаты и выводы.

1. Экспериментально обнаружено и исследовано явление радиационной наследственности в интерметаллических соединениях. При этом получены следующие новые результаты:

• фиксация полностью разупорядоченного состояния в образцах Ре-)Л1, предварительно облученных нейтронами и закаленных от температур выше критич хой температуры упорядочения;

• длительное сохранение (более 24 ч) разупорядоченного состояния облученно-закаленным сплавом РезА1 в процессе отжига при 400°С (ниже температуры перехода "порядок*-* беспорядок");

• проявление технологической пластичности у предварительно облученных нейтронами образцов сплава РезА1 как непосредственно после закалки от Т=0,85 Тга, так и после длительного отпуска облученно-закаленных образцов при 400°С в связи с подавлением процессов упорядочения атомов в решетке соединения путем радиационно-термической обработки; необлучешше образцы сплава уже после закалки хрупки.

2. Показано, что радиационнат наследственность характеризуется неполным возвратом структуры и свойств облученных металлов и сплавов после термической обработки при температурах, значительно превышающих температуры фазовых превращений, включая плавление и кристаллизацию; генетическим фактором радиационной наследственности являются концентрационные микронеоднородности, образованные в областях развития радиационных повреждений в металлах и сплавах.

3. Получены новые данные об устойчивости кристаллической структуры сложноупорядоченных интерметаллических соединений различных кристаллографических классов при^облучении высокоэнергетическими частицами в широком интервале флюенсов. Впервые обнаружены:

• образование в упорядоченном соединении FejAJ при флюенсах облучения >2-1023 н-м"2 частиц новых а'- и Р'-фаз, отличающихся от матричной ДОз-фазы составом компонентов;

• возникновение в упорядоченной матрице интерметаллидов C119AL1 и Mn5Zn2i при облучении нейтронами (Si О23 н-м"2) радиационно-индуцированных фаз с разупорядоченными решетками высокотемпературных модификаций исходных соединений;

• образование в матрице интерметаллических соединений CujZns, CusCdg, NÍ5Z1121 при облучении флюенсами <1022 н-м"2 радиационно-индуцированных фаз другого компонентного состава, существующих в равновесных сплавах двойных систем Cu-Zn, Cu-Cd, Ni-Zn, и их обратное растворение в результате облучения образцов повышенными флюенсами нейтронов (>1022 н-м"2);

• сохранение относительно высокоупорядоченного состояния атомов в решетке интерметаллидов класса Д81.3 при образования в них радиационно-индуцированных фаз в процессе облучения;

• явление радиационно-стимулированного доупорядочения атомов в структуре термически упорядоченного соединения РезА1 при реакторном облучении;

• при увеличении плотности постоянных стоков в результате холодной деформации интерметаллида FejAl не происходит усиления концентрационного расслоения искаженной структуры сплава при реакторном облучении;

• аномально высокое упрочнение (в. два раь ) интерметаллидов со слоистой структурой типа Lio (TiAl) при относительно небольшом (на 30%) снижении степени атомного дальнего порядка в результате облучения флюенсами ~1024 н-м"2;

• ускорение процессов радиационно-индуцированного разупорядочения интерметаллидов с решеткой типа Д019 (Ti3Al) в присутствии дефектов замещения, введенных предварительным легированием сплава третьим компонентом.

4. Установлена корреляционная зависимость радиационной устойчивости

(сохранение гомогенного состояния) структуры интерметаллидов с решеткой типа

Д8ю в ряду изоструетурных соединений на основе меди и переходных металлов группы железа от разницы атомных диаметров компонентов и зависимость эффективных размеров частиц радиационно-индуцированной у1-фазы, выделяющейся при облучении интерметаллида Си^АЦ нейтронами, протонами и а-частицами, от энергии ПВА, согласующаяся с теоретически рассчитанной.

5. Обнаружено, что выделение радиационно-индуцированных фаз в облучаемых интерметаллидах не сопровождается существенным снижением степени упорядоченности атомов. Предпочтительным местом зарождения новых фаз являются области кристалла, поврежденные каскадами смещений. Основной причиной их зарождения является наличие температурных градиентов в пределах каскадной области. При электронном облучении, не вызывающем каскады столкновений, механизм разупорядочения основан на статистическом "перемешивании" атомов по узлам решетки сплава.

6. Предложена и обоснована физическая модель сепарации атомов разного сорта на каскадной и тепловой стадиях развития радиационных повреждений интерметаллических соединений. Она базируется на различиях в парциальных коэффициентах диффузионной релаксации неравновесных точечных дефектов в области каскада смещений. Теоретически обосновано образование в области каскада соударений, т.е. • гомогенно, вдали от постоянных стоков дефектов, локальных концентрационно-неоднородных микрообластей, служащих зародышами новых "фаз облучения". Выявлена зависимость эффективности образования зародышей от разницы в подвижностях компонентов сплава и температуры.

7. Получены новые данные о поведении облученных каскадообразующими частицами интерметаллических соединений при послерадиоционном отжиге:

• понижение критической температуры перехода предварительно облученного соединения РезА! из упорядоченного состояния в разупорядоченное;

• вблизи критической температуры фазового перехода "порядоко-беспорядок" происходит распад структуры облученного флюенсами 2-Ю23 и 5-1023 и м"2 сплава РезА1 на новые разупорядоченную а'- и упорядоченную по В2-типу [З'-фазы с

ОЦК-решетками. Они отличаются от изоструктурных а- и В2-фаз необлученного сплава содержанием компонентов и температурными интервалами суще тзования. 8. Получены новые экспериментальные данные об устойчивости структуры интерметаллических фаз в гетерогенных сплавах при облучении. Впервые обнаружены:

* новый тип радиационно-стимулированного превращения у—>(3 в гетерогенном сплаве CuZn (p)+Cu5Zng (у) при облучении нейгронами и а-частицами, обусловленного миграцией межфазных границ у/Р;

• восстановление бездефектной длиннопериодической сверхструктуры шперметаллида при фазовом превращении Р~>у в облученном гетерогенном P+Cu5Zn8 сплаве при отжиге; снижение температуры начала межфазного превращения у—>р и увеличение скорости его протекания при отжиге облученного сплава по сравнению с необлученным.

Полученные в настоящей работе экспериментальные результаты, выводы и теоретические положения использованы в работах авторов [л.1-нл.5, л.8, л.10] при построении теоретических моделей радиационной повреждаемости сплавов и конструкционных материалов, а также в работах [л.6, л.7, л.9] при разработке технологических приёмов улучшения структуры и физико-механических свойств литых композиций. .

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Скаков М.К., Мелихов В.Д. Радиационное повреждение структуры упорядоченного твердого раствора Рез А1. //Изв. АН КазССР. Сер. физ.-мат. - 1982. - № 4. - С.48-52.

2. Ибрагимов Ш.Ш., Мелихов В.Д., Скаков М.К. Исследование изменений структуры предварительно облученного сплава Fe3Al при фазовых превращениях. //ФММ. - 1982. - Т.54. вып.5, - С.1012-1016.

3. Ibragimov Sh.Sh., Melikhov V.D., Skakov M.К.. The Effect of Radiation Inheritancc in ■ the Ordering Fe3Al Alloy. //Rad.Eff., 1982. - V.62. - P.203-206.

4. Ибрагимов Ш.Ш., Скаков М.К., Мелихов В.Д., Жетбаев А.К., Верещак М.Ф., Жаитикин Т.М. О радиационной наследственности в сплаве железо - алюминий. //Изв. АН КазССР. Сер. физ-мат., 1982. - № .4. - с.43-48.

5. Ibragimov Sh. Sh., Skakov M.K., Melikhov V.D.. Anomalous behaviour of ihe previously irradiated РезА] Alloy at phase transitions. //Rad.Eff., 1982, v.66, №1/2, p.73-77.

6.А.с. 1083649 (СССР), МКИ C22 3/00. Способ обработки упорядочивающихся сплавь, х интерметагшидов. //Скаков М.К., Мелихов В.Д., Ибрагимов Ш.Ш., 1983, 12 с.

7. Ибрагимов Ш.Ш., Скаков М.К., Мелихов' В.Д. Влияние предварительного реакторного облучения на высокотемпературные фазовые превращения в сплаве FejAl. //Изв. АН КазССР. Сер. физ.-мат. - 1983. - № 4. - С.57-62.

8. Ибрагимов Ш.Ш., Мелихов В.Д., Кирсанов В.В. Скаков М.К. и др. Радиационная наследственность в упорядочивающемся сплаве FejAl. //Упорядочение атомов его влияние на свойства сплавов. //Свердловск, ч.1, 1983. С.44-46.

9. Исрагимов Ш.Ш., Кирсанов В.В, Мелихов В.Д., Скаков М.К. Исследование радиационной повреждаемости упорядоченного сплава Fe3Al. //Вопросы атомной науки и техники. Серия, физ. радиац. поврежд. и рад. матер. //Харьков, 1983. -Вып.З (26). С.54-58.

10. Ibragimov Sh.Sh., Melikhov V.D., Skakov М.К. et al. Mossbauer Investigations of Atomic Ordering in Neutron Irradiated Fe3Al. //Rad.Eff. - 1984. - V.80 , № 1-2. - P.] 521.

П.Ибрагимов Ш.Ш., Кирсанов В.В, Мелихов В.Д., Кислицин С.Б., Скаков М.К. Сепарация атомов в сплаве РезА1 при реакторном облучении. //Радиационные эффекты в металлах и сплавах. //Алма-Ата, 1985. С. 182-188.

12. Ibragimov Sh.Sh., Kirsanov V.V., Melikliov V.D., Kislitsin S.B., Skakov M.K. Radiation-Induced Atom Separation in Alloys. //Rad.Eff., 1985, v.84, No.3-4, p.281-289.

13. Скаков M.K., Мелихов В.Д. и др. Влияние электронного облучения на структуру FejAl. //Сб.2 Всесоюзн. конф. «Модификац. св. констр. матер, пучками заряж. частиц», Свердловск, Т.2, 1991, с. 19.

14. Скаков М.К. Об упорядочении холоднодеформир. сплава Fe3Al при реакторном облучении. //Сб.науч.труд.ВКГУ.Усть-Камен., 1994, с.58-62.

15. Мелихов В Д, Кирюшин В.П.,Скаков М.К. Влияние электронного облучения на структуру интерметаллических соединений Fe3Al и C119AI4. //Изв. HAH PK, 1996,

вып.2, сер. физ.-мат., с.22-24.

16. Volkova Т. V., Skakov M.K. Ion IiTad. and Hydrogen Complex Influence on Titanium Alloys' Structure Changes. //2 Intern. Conf. Modification of Properties of Surface Layers ofN. - Semicon. Using Particle Beams. Sumy, Ukraine, 1996, p.211.

17. Кирюшин В .П., Мелихов В. Д., Волкова Т.В., Скаков М.К. Влияние вида облучения на характер фазовых превращений в двухфазном сплаве системы Ti-Al. //Сб. матер, междунар.научно-практ.конф. ((Ядерная энергетика в PK. Перспективы развития.», Актау, 1996, с.122.

18. Мелихов В.Д., Скаков М.К. Радиационно-инициированные превращения интерметаллидов. //Гылым, Алматы, 1996, 327 с.

19. Волкова Т.В., Мелихов В.Д., Скаков М.К. Модификация структ. упорядочивающихся сплавов Ti3Al и Fe3Al при нейтр. и ион. облучении. //Сб. 4 Всерос.конф. по модификац. св. конструкц. матер, пучками заряжен, частиц., Томск, 1996, с.338. "

20. А. с. № 11941, Казахстан. Способ измерения и регистрации параметров контактного процесса механического удара и устройство для его осуществления. //Кудинцев Э. М., Скаков М. К., Тян А. Д. и др . Опубл. 16.09.96.

21. Скаков М.К., Волкова Т.В., Орозбаев Р. Влияние ионного и нейтронного облучения на структуру промыш. а - и ß - титановых сплавов. //Сб. тез. 4 Всерос. конф. по модификации свойств конструк. материалов пучками заряженных

частиц, Томск, 1996, с.339.

22. Скаков М.К., Мелихов В.Д. Машинное моделирование радиационно-стимулированной сепарации атомов. //Сб. научн. тр. ВКГУ, Усть-Каменогорск, 1996, с.68-76.

23. Мелихов В.Д., Кирюшин В.П., Скаков М.К.. Особенности восстановления дальнего порядка в радиационно-разупорядоченном Ti3Al при нагреве. //Сб.

матер. IV сем. «Структур, основы модиф. матер, методами нетрадиц. технол.», Обнинск, 1997, с. 261-262.

24. А. с. № 12840, Казахстан. Способ отделения цинковых катодных осадков от алюминиевого катода и устройство для его осуществления. //Кудинцев Э. М., Карецкий Ю. Н., Скаков М. К. и др.. Опубл. 04.11.97.

25. Volkova Т.В., Skakov М.К.. Ordering under heating of gold worked and irradiated in reactor Fe3Al Alloy, //сб. матер. II Респ. конф. «Современные проблемы ядерной физ.», Самарканд, 1997, С.73-74.

26. Скаков М. К., Волкова Т. В., Орозбаев Р, Мелихов В. Д.. Эволюция микроструктуры промышленных сплавов титана при нейтронном и ионном облучении //Изв. МН-АН РК, сер. физ.-мат., 1997, №2, с. 29-36.

27. Мелихов В.Д., Скаков М.К.. Радиационная повреждаемость интерметаллидов с длиннопериодической сверхструктурой. //В сб. Межд. конф. «Ядерная и радиационная физика». - Алмагы, 1997. - С. 165-166.

28. Мелихов В. Д., Скаков М. К.. Радиационная наследственность: необычные структурно-фазовые состояния и свойства металлических кристаллов. //Доклады МН-АН РК, 1998, №6, с.

29. Мелихов В. Д., Скаков М. К., Волкова Т. В., Касенов К. М.. Упорядочение холоднодеформированного и облученного в реакторе РезА1 при термообработке //В сб. тез. IV Междунар. шк.-сем. «Эволюция дефектных структур в конденсированных средах». //Барнаул, Россия, 1998, с. 44.

30. Мелихов В. Д., Скаков М. К., Романьков С. Е., Кирюшин В. П.. Межфазные взаимодействия в гетерогенных титановых сплавах при нейтронном и ионном облучении. //Изв. МН-АН РК, 1998, №6, с.

3!. Мелихов В. Д., Скаков М. К.. Интерметаллиды: фазовые переходы при облучении. //Доклады МН-АН РК, 1998, №6, с.

32. Скаков М. К., Романьков С. Е., Мелихов В. Д.. Влияние радиационно-термической обработки на структуру и механические свойства соединения Fe3Al //Изв. МН-АН РК, 1998, №6, с.

44'

Цитируемая литература л.1. Ибрагимов Ш. Ш., Кирсанов В. В., Пятилетов Ю. С.. Радиационное

повреждение металлов и сплавов. М. Энергоатомиздат, 1986, 299 с. л.2. Хмелевская В. С., Соловьёв С. П., Малынкин В. Г.. Новые структурные состояния в металлических системах, инициированные ионным облучением. //Итоги нцуки и техники. Сер.: Пучки заряженных частиц и тв. тела. М., 1990, tJ, с. 151-193.

л.З. Чудинов В. Г.. Атомные механизмы первичных процессов при радиационном воздействии на твёрдое тело. Автореф. дисс. ...доктора физ.-мат. наук, Ижевск, 1992,51 с.

л.4. Кулиш Н. П., Мельникова Н. А., Петренко П. В. и др.. Особенности ближнего упорядочения сплавов Cu-Al и Ag-Al при электронном облучении. //В кн. Радиационные дефекты в металлах. Из-во «Наука», Алма-Ата, 1988, с. 128-132. л.5. Чудинов В. Г., Гощицкий Б. Н., Мосеев Н. В.. Кинетика радиационно-стимулированной сегрегации примесей в ГЦК-металлах на тепловой стадии. IIВ. кн. Радиационные дефекты в металлах. Из-во «Наука», Алма-Ата, 1988, с. 116119.

л.6. Никитин В. И.. Наследственность в литых сплавах. Самар. гос. техн. универ..

Самара, 1995,248 с. л.7. Баум Б. А.. Жидкая сталь. М. Металлургия, 1984,207 с.

л.8. Крушенко Э. Г., Торшилова С. Н.. Об аномалии субструкгуры и свойства

алюминия. //ДАН СССР, 1984, т.278, №1, с.97. л.9. Паршин А. М., Тихонов А. И., Бондаренко Г. Г. и др.. Хрестоматия, и специальные вопросы металловедения. Санкт-Петерб. Из-во СПбГТУ, 1998, 380 с.

л.10. Мальнкин В. Г.. Радиационно-индуцированное расслоение в твёрдых растворах с ГЦК-структурой при ионном облучении. Автореф. дисс. ... канд. физ.-мат. наук. Обнинск, 1988,27 с.

Скачет Мажш Канапия-улы ЖОРАРЫ ТЕМПЕРАТУРАЛЫК, АЙНАЛУЛАР КЕ31НДЕГ1 МЕТАЛДЫК, КРИСТАЛДАРДЬЩ РАДИЯЩЯЛЫК, MYPACbl

Диссертация Ре, Си, Ti непзшдеп D0]9, D03, Ll0 жэне D8;.3 кристаллографиялыз кластарга жататын металаральп^ ^осылыстардьщ жэне осы непздеп гетерогещц ^орытпалардыц атом - кристаллы^ $урылымымен механикалы^ ^асиеттершц жогары энергетикальщ бвлшектердац флюенсше, ^орытпалардыа нурамына, температурага жэне радиациялы^ эсерден кейшп ецдеу шартгарына тэуелд1 езгер1стер1н зерттеуге арналган. Зерттеу барысында метапаралы^ ^осыластар мен есюретш ^орытпалардагы радиациялы^ мурагерл>к ^былысы зерпелшш осы эсердщ механизм! непзделдг Косылыстардьщ вдрылымыныц радиацияльп; ретс1зделу зацдылыгы тагайындалып, металаральщ ^оспалардыц етрылымыныц радиацияльщ индукгивтенген <$абаттарга ж]'ктелу эсер! ашылды жэне кешкпцц саулелещцрущц эсершен вдрамга юретш атомдардыц ажыратылу механизм! физикалы^ тургыдан непзделдь

Skakov Majin Kanapinovich RADIATION INHERITANCE IN METALLIC CRYSTALS AT HIGH TEMPERATURE TRANSFORMATIONS.

The dissertation are devoted to the investigation of atom-crystal structure, Mechanical properties of intermetallic compounds of DO 19, DO3, Llo and D8].3-type on the base of Fe, Cu, Ti as well as heterogeneous alloys on their base changes as a function of high energy particles fluence, alloys content and postirradiation treatment conditions. The phenomenon of radiation inheritance in intermetallic compounds and aging alloys was revealed and studied, mechanism of this effect was founded. Compounds structure radiation disordering regularities were asserted, radiation-induced segregation of intermetallic compounds structure was revealed, mechanism of alloys atom-components separation was suggested and founded from physical point of view.