Сотрудники лаборатории физики структурных превращений Института физики прочности и материаловедения Сибирского отделения РАН изучили 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 ванадиевые сплавы с содержанием циркония демонстрируют повышение значений кратковременного предела текучести по мере увеличения концентрации введённого 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 ZrO₂ происходит 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 зёрен, мелкодисперсные частицы ZrO₂ способствуют охрупчиванию сплава V-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.

Источник: ИФПМ СО РАН.