Вплив швидкості нагрівання та часу витримки на кінетику термодифузійного насичення цирконієвих сплавів киснем

Труш, В. С.

Мета роботи - вивчення кінетики окиснення цирконієвого сплаву Zr - 1 % Nb і Zr під час нагрівання на повітрі залежно від швидкості нагрівання та часу витримки. Матеріалом досліджень обрано цирконієвий сплав Zr - 1 % Nb і цирконій вакуумного переплаву. Для термічної обробки використовували лабораторну електропіч SNOL30/1300. Швидкість нагрівання змінювали в інтервалі від 2,5 до 20 <^>oС/хв, а охолоджували разом з піччю. При охолодженні зразків до температури 270 <^>oС в камеру печі напускали повітря для утворення тонкої оксидної плівки, яка запобігає наводнюванню металу за атмосферних умов. Зразки перед термообробкою ретельно промивали в ацетоні та спирті, а потім висушували. Встановлено, що під час окиснення на повітрі, збільшення швидкості нагрівання від 2,5 до 6,0 і 7,5 <^>oС/хв зменшує енергію активації процесу окиснення Zr з 70,2 до 67,0; 52,7 кДж/моль відповідно. Для цирконієвого сплаву Zr - 1 % Nb збільшення швидкості нагрівання з 5 до 10; 20 <^>oС/хв спричинює зростання енергії активації процесу окиснення цирконієвого сплаву Zr - 1 % Nb з 65 кДж/моль до 70,1; 78,5 кДж/моль відповідно. Вперше експериментально досліджено та аналітично описано відмінності кінетики окиснення цирконієвого сплаву Zr - 1 % Nb і Zr під час нагрівання на повітрі залежно від швидкості нагрівання та часу витримки. Показано, що збільшення швидкості нагрівання цирконію вакуумного переплаву Zr з 2,5 до 7,5 <^>oС/хв, а сплаву Zr - 1 % Nb з 5 до 20 <^>oС/хв зумовлює зменшення розміру оксидної плівки ZrO2. Встановлено, що підвищення температур від 750 до 800 <^>oС за витримки 5 год змінює функцію окиснення з параболічної на квазілінійну. Встановлені закономірності насичення цирконієвих сплавів можна використати для вибору режимів обробки готових виробів із сплавів на основі цирконію.


	Наукова періодика України		Автоматизація виробничих процесів у машинобудуванні та приладобудуванні