Развитие научных основ повышения стабильности гидридообразующих сплавов в условиях облучения потоком заряженных частиц и присутствия водорода путем управления диффузией элементов замещения из градиентных защитных покрытий

Исследовано влияние электронно-лучевого воздействия в режиме отсутствия плавления поверхности на закономерности диффузии элементов замещения и связанных с ней процессов в приповерхностном слое сплава Zr-1 мас.% Nb (далее сплав Zr-1Nb). Исследования проведены на примере систем Zr-Nb-(Cr), Zr-Nb-(Ti), (в скобках указан диффундирующий элемент). Актуальность исследования обусловлена необходимостью комплексного повышения эксплуатационных свойств гидридообразующих сплавов с защитными градиентными покрытиями, содержащими переходные слои Ti или Cr. Установлено влияние электронно-лучевого воздействия, температуры и присутствия водорода на режимы и параметры (коэффициенты, энергия активации и др.) диффузии хрома и титана в сплавах Zr-1Nb. Методами оже-спектроскопии и оптической эмиссионной спектрометрии получены профили распределения концентраций Ti в системе Zr-1Nb-(Ti) и Cr в системе Zr-1Nb-(Cr) после ИД отжигов и облучения при температурах 573, 673 и 723 К. Установлено, что в условиях отсутствия плавления поверхности при используемых режимах ИД отжига и облучения ИЭП опережающей диффузией Ti или Cr в сплаве Zr-1Nb является диффузия по границам зерен в кинетическом режиме В (классификация Харрисона). Проведена сравнительная оценка параметров диффузии Ti и Cr в сплаве Zr-1Nb в условиях ИД отжига и облучения ИЭП с использованием уравнения Уиппла-Ле-Клера. Проведенные оценки показали , что при облучении ИЭП поверхности систем Zr-1Nb-(Ti) и Zr-1Nb-(Cr) в условиях, соответствующих условиям диффузии в режиме В, значение произведения коэффициентов зернограничной диффузии может увеличиться на 1–3 порядка в зависимости от возможности оттока Ti и Cr из границы в объем зерен.