Сочетание холодного распыления и обработки трением с перемешиванием приводит к получению стальной пластины, упрочненной оксидной дисперсией, с однородными, мелкими зернами и наноразмерными частицами. Кредит: Бен Уотсон | Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория
Потенциальные термоядерные электростанции требуют материалов, способных выдерживать экстремальные условия. Сталь, упрочненная оксидной дисперсией (ODS), представляет собой лучший кандидат на материал, но текущее производство является трудоемким и затратным.
Производство сталей ODS обычно требует формирования объемного материала, за которым следует сложная серия этапов прокатки и термической обработки для получения пластины или листа стали. Многочисленные этапы и сложные процедуры часто приводят к получению конечного продукта с неоднородной микроструктурой, ненадежными физическими свойствами и высокой стоимостью.
Потенциал применения стали ODS в будущих плавильных заводах привел к исследовательскому интересу к выявлению альтернативных производственных путей для производства этих материалов.
В настоящее время исследователи разработали новый подход к созданию пластин из стали ODS путем объединения холодного напыления и обработки трением с перемешиванием. Работа опубликована в Журнале ядерных материалов.
Холодное напыление использует порошок, полученный путем синтеза реакции газовой атомизации, без необходимости предварительного измельчения в шаровой мельнице. После начального формирования обработка трением с перемешиванием затем консолидирует слегка пористый материал и улучшает микроструктуру.
Углубленный анализ выявил полностью плотную конечную сталь ODS с благоприятным компромиссом между прочностью и пластичностью. Исследование микроструктуры показало значительную плотность наноразмерных оксидных частиц, которые, как известно, укрепляют стальные пластины ODS.
Первоначальная работа по исследованию масштабируемости нового процесса является многообещающей, предоставляя доказательство концепции изготовления стали ODS с помощью значительно более простого процесса, который должен привести к снижению общих производственных затрат и получению более качественных материалов.
Дополнительная информация: Сян Ван и др., Производство стальной пластины с оксидной дисперсией, упрочненной (ODS) холодным напылением и обработкой трением с перемешиванием, Журнал ядерных материалов (2024). DOI: 10.1016/j.jnucmat.2024.155076 Предоставлено Тихоокеанской северо-западной национальной лабораторией
