ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Связь между отпускной хрупкостью и радиационным охрупчиванием стали из "Обратимая отпускная хрупкость стали и сплавов железа " Известно, что наличие некоторых примесей, е частности фосфора, в низколегированных конструкционных сталях катастрофически усиливает их радиационное охрупчивание под действием нейтронного облучения [ 228—234]. [c.184] Ряд моделей, предложенных для объяснения роли примесей в радиационном охрупчивании, основан на предположении о происходящем под действием облучения обогащения примесными атомами внутренних поверхностей раздела границ зерен, межфазных границ типа феррит - карбид, границ раздела комплекснь1й радиационный дефект —матрица [231, 233], При этом механизм воздействия примесной сегрегации на склонность стали к хрупкому разрушению аналогичен охрупчивающей роли обогащения границ зерен примесями при отпускной хрупкости, т.е. связан с ослаблением когезии на границах. Ускоренная облучением сегрегация примесей на внутренних границах раздела снижает поверхностную энергию и поэтому может облегчать зарождение и распространение трещин в приграничных областях, усиливая тем самым радиационное охрупчивание. [c.184] Гипотеза о сегргационной природе охрупчивающего влияния фосфора при облучении низколегированных сталей в области температур около 300°С является в настоящее время весьма распространенной. На такой механизм влияния фосфора, как наиболее вероятный для этого температурного интервала, указывают авторы ряда опубликованных в последние годы обзоров по радиационному охрупчиванию сталей (230, 232]. [c.185] Зернограничный сегрегационный механизм влияния фосфора на радиационное охрупчивание стали наиболее вероятен и имеет наибольшее значение, согласно данным [ 231—233, 238,239], в интервале температур облучения 250—350°С. Это обусловлено тем, что при таких температурах, с одной стороны, уже в значительной степени отжигаются радиационные дефекты, способные поглощать большую часть примесных атомов, и роль границ зерен как стоков возрастает с другой сторонь , равновесная концентрация термических вакансий все еще значительно меньше концентрации вакансий, созданных облучением и имеющих достаточно высокую подвижность. Поэтому вклад радиационных вакансий в ускорение диффузии элементов замещения, диффундирующих по вакансионному механизму, может быть значительным. [c.185] Анализ влияния нейтронного облучения на диффузионную подвижность атомов фосфора в Низколегированной Сг — N1 — Мо перлитной стали показал [237], что облучение при 300°С потоком 10 нейтрон/(м -с), достигаемым в исследовательских каналах атомных реакторов на тепловых нейтронах, увеличивает коэффициент диффузии фосфора (за счет повышения концентрации вакансий) более чем на пять порядков, что эквивалентно повышению температуры от 300 до 470— 480°С. Поэ. -ому кинетика обогащения границ зерен фосфором и соответствующего охрупчивания стали в результате облучения потоком 10 нейтрон/м с при температуре 300°С может быть такой же, как без облучения при температуре 470-480°С, которая, как было отмечено ранее, для Сг — N1 — Мо стали (см. рис. 2) и других низколегированных конструкционных сталей находится в температурном интервале интенсивного развития обратимой отпускной хрупкости. Это означает, что облучение при температуре около 300°С (ниже интервала развития обратимой отпускной хрупкости) может ускорить обогащение межзеренных границ в стали фосфором в достаточной для значительного охрупчивания степени. [c.185] Для стали с концентрацией фосфора в объеме кинетика развивающегося при постоянной температуре Т диффузионного процесса повышения концентрации фосфора на границах зерен от начальной величины С, до равновесной для этой температуры концентрации С может быть описана решением соответствующего уравнения диффузии (34). Значения зернограничной концентрации фосфора С, и Ср оценены с помощью сегрегационной модели Гуттмана — Си [47—53], дающей удовлетворительное соответствие с экспериментальными данными см, гл. К). [c.186] На рис, 90 видно, что рассчитанные по модели радиационноускоренной равновесной сегрегации зависимости удовлетворительно согласуются с концентрационной зависимостью вклада фосфора в радиационное охрупчивание, пйлученной по результатам статистического анализа литературных данных [ 229]. [c.188] Таким образом, результаты оценки показали, что адсорбционное обогащение Границ зерен в корпусных сталях фосфором, практически не развивающееся по кинетическим причинам при температурах ниже 400°С, может быть значительно ускорено нейтронным облучением вследствие радиационно-стимулированной диффузии фосфора. Обусловленное сегрегацией охрупчивание при концентрации в стали 0,01-0,02 % Р потоке 10 нейтрон/(м ), флюенсе 10 нейтрон/м и температуре облучения 300 0 может достигать = 60 — 100 С. [c.188] Вернуться к основной статье