Considering gas swelling of metals alloyed with helium
Seminars
Flerov Laboratory of Nuclear Reactions
Seminar of the Centre of Applied Physics
Date and Time: Thursday, 12 March 2020, at 3:00 PM
Venue: Conference Hall, Flerov Laboratory of Nuclear Reactions
Seminar topic: “Considering gas swelling of metals alloyed with helium”
Authors: A. S. Sohatsky1, T.V. Nguyen1, V.A. Skuratov1, I.A. Bobrikov2, J.H. O’Connell3, J. Neethling3, M. Zdorovets4
1 – FLNR, Joint Institute for Nuclear Research, Dubna, Russia
2 – FLNP, Joint Institute for Nuclear Research, Dubna, Russia
3 – CHRTEM, Nelson Mandela University, Port Elizabeth, South Africa
4 – Institute of Nuclear Physics, Astana, Kazakhstan
Speaker: A. S. Sohatsky
Abstract:
Образцы трех разных ферритных сталей: обычной AISI410S и двух экспериментальных дисперсно-упрочненных сплавов Сr16ODS и EP450ODS были равномерно легированы ионами гелия до концентраций 0,2 и 1 ат.% и отожжены в вакууме при 1023К.
Последующие ПЭМ исследования выявили различные закономерности развития газовой пористости в них: бимодальное распределение пузырьков газа вблизи границ зерен в сплавах AISI410S и Сr16ODS и равномерный рост пузырьков по всему объему зерен в сплаве EP450ODS. Измерения пузырьков из разных выборок, взятых в зависимости от режима роста, типа сплава и уровня легирования показали, что площадь поверхности пузырьков не изменяется при термическом росте газовой пористости, но остается пропорциональной концентрации имплантированного гелия, причем для всех сплавов она остается в пределах от 1×104 до 2 ×104 м2/моль. Независимо от типа материала укрупнение пузырьков происходит по механизму миграции и коалесценции. Объем газовой пористости увеличивается при росте пузырьков приблизительно пропорционально их размеру. Установлено, что давление газа внутри пузырьков не равно давлению поверхностного натяжения. Зависимость давления от размера пузырька при постоянной температуре повторяет изотерму для реального газа и намного сильнее, чем считалось ранее. Сделан вывод о том, что все пузырьки, независимо от давления газа внутри, находятся в состоянии термодинамического равновесия.