Ti-V-Ta多主元合金辐照位错环形成的级联重叠模拟

针对Ti-V-Ta多主元合金中辐照位错环的形成行为,采用分子动力学方法开展了级联重叠模拟,分析讨论了辐照位错环形成的级联重叠机制.研究发现,在Ti-V-Ta多主元合金中,与缺陷团簇的级联重叠可以直接产生不同类型的位错结构,级联重叠后的缺陷构型由PKA能量和预置缺陷团簇的类型和尺寸决定.相比于单次级联碰撞,级联重叠可以提高<100>取向位错环的形成概率.与空位团簇的级联重叠是形成<100>空位位错环的重要机制,而空位团簇的尺寸是形成<100>空位位错环的决定因素,当PKA能量足以溶解缺陷团簇时,更容易形成<100>空位位错环.与间隙团簇的级联重叠是形成<100>间隙位错环的一种可能机制,但发生概率较小.本研究有助于理解Ti-V-Ta多主元合金中辐照缺陷的形成和演化行为,促进材料抗辐照性能的评价,并为难熔高熵合金的成分设计和优化提供理论支持.

热处理工艺对Ti-5Ta-5V-8Cr-1Al合金耐沸腾硝酸腐蚀性能的影响

后处理工业所涉及的关键设备如溶解器、蒸发器等长期处于高浓度、高放射性的沸腾硝酸中,保证设备安全可靠运行是首要目标。本工作采用全浸腐蚀和电化学腐蚀实验手段研究了热处理工艺对Ti-5Ta-5V-8Cr-1Al(Ti5581)合金在6 mol/L沸腾硝酸溶液中的腐蚀行为的影响。结果表明,仅固溶和460℃时效时Ti5581合金具有较低的腐蚀速率,腐蚀240 h后腐蚀速率为0.022 mm/a。进一步采用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等方法分析了Ti5581合金腐蚀后表面钝化膜的结构和成分,表明腐蚀后表层钝化膜平滑且致密,表层钝化膜为Ti和Ta的混合氧化物。研究发现Ti5581合金表层钝化膜的形成与α相的数量和形态相关:与550℃高温时效相比,460℃低温时效时α相尺寸较小且Ta元素质量分数较高,腐蚀均匀性更好,易于形成致密钝化膜且钝化膜更稳定。