Новости кафедры

M. S. Staltsov, P. Z. Ngcobo, C. L. Ndlangamandla, S. C. Masikane, S. Ngongo, H. S. Nyembe, I. I. Chernov, M. K. Tirago. Study of austenitic steel 16Cr15Ni microstructure after helium ion irradiation along ion trajectory // Advances in Nuclear Science and Applications. 2026. Vol. 2, No. 3. P. 224–235. https://doi.org/10.63907/ansa.v2i3.93

Исследовали эволюцию микроструктуры аустенитной стали 16Cr15Ni после облучения ионами гелия с энергией 40 кэВ до флюенса 5·10²⁰ м⁻². Сравнили влияние температуры облучения и предварительной термообработки на пористость и газовое распухание, образцы изучали методом просвечивающей электронной микроскопии. Наибольшее распухание получено в образце, отожжённом после закалки и облучённом при 650 °C, наименьшее в закалённом образце. Образцы, подготовленные фокусированным ионным пучком (FIB), показали несколько большие пористость и распухание, чем образцы после электролитического утонения, то есть подготовка FIB точнее характеризует радиационное повреждение.

O. A. Krymskaya, M. G. Isaenkova, V. A. Fesenko, M. I. Petrov, R. D. Svetogorov. Determination of the recrystallization degree by fragmentation of Debye rings obtained with synchrotron radiation // Materials Characterization. 2026. Vol. 241. Art. 117209. https://doi.org/10.1016/j.matchar.2026.117209

Стандартного способа измерить степень рекристаллизации, то есть долю зёрен с совершенной решёткой, пока нет. Авторы перенесли на эту задачу свой подход, ранее разработанный для оценки размера зерна по статистическим флуктуациям интенсивности рентгеновского луча. На трубах из сплавов Zr-1%Nb-(Fe,O) и Zr-1%Nb-1,2%Sn-(Fe,O) после отжига при разных температурах проанализировали фрагментацию дебаевских колец, снятых на синхротроне «КИСИ-Курчатов». Найден порог статистического отклонения для рекристаллизованных зёрен, и по одной дифракционной картине одновременно определены степень рекристаллизации и размер зерна. Коэффициент корреляции с данными EBSD превысил 0,9 для всех отражений (до 0,966 по степени рекристаллизации и 0,950 по размеру зерна), так что на этой установке дальнейший анализ циркониевых сплавов можно вести без эталонных и деформированных образцов. Работа поддержана Российским научным фондом (проект 24-79-10289).

M. G. Isaenkova, A. V. Tenishev, V. V. Mikhalchik, A. I. Nyityo, M. A. Polous, R. A. Ilyasov, M. I. Petrov, A. A. Bazhenov, O. A. Krymskaya, V. A. Fesenko. Hydride Reorientation in Zr–1Nb Spacer Grid Cells under Hoop Loading // Journal of Nuclear Materials. 2026. Art. 157197. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2026.157197

Изучили, как перераспределяются гидриды в ячейках дистанционирующих решёток ТВС ВВЭР-1200 из сплава Zr-1Nb, где в выступах ячейки, касающихся твэла, возникает местный градиент напряжений. Содержание водорода и распределение гидридов определяли методом плавления в инертном газе (LECO), растровой электронной микроскопией и синхротронной рентгеновской дифракцией, напряжённое состояние рассчитали методом конечных элементов. Гидриды распределены неравномерно и по периметру ячейки, и по толщине стенки, причём и в штампованных, и в рекристаллизованных ячейках. После выдержки 3 ч при 500 °C со вставленным стержнем и охлаждения доля радиальных гидридов в выступе выросла примерно на 50 % в наружном слое и на 65–93 % в среднем, что качественно согласуется с расчётом. Результаты можно использовать при оценке работоспособности решёток в эксплуатации, при транспортировке и хранении ТВС. Работа поддержана Российским научным фондом (проект 24-79-10289).

B. S. Voloskov, N. Fedyanin, A. N. Suchkov, D. G. Firsov, E. A. Bazdnikina, I. V. Kozlov, O. N. Sevryukov, S. A. Evlashin, I. Sergeichev. Transferability of laser powder bed fusion parameters optimized for dense specimens to thin-walled Zr-based bulk metallic glass gyroids // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2026. Опубликована онлайн 21.10.2026. https://doi.org/10.1007/s00170-026-19359-w

Проверили, переносятся ли режимы селективного лазерного сплавления, подобранные для плотных образцов из сплава Zr35Ti30Be27.5Cu7.5, на тонкостенные листовые гироиды с толщиной стенки 100, 200 и 300 мкм. Режим применили без изменений и оценили непрерывность стенок по коэффициенту Дайса, пористость, микротвёрдость и фазовое состояние методом рентгеновской дифракции. Стенки толщиной 100 мкм получились прерывистыми (коэффициент Дайса 0,479–0,564). В гироидах со стенками 200 и 300 мкм непрерывность лучше (до 0,865), но стенки утолщены, пористость выросла до 0,51 % против 0,06 % и появились кристаллические фазы. Микротвёрдость осталась близкой к плотному образцу (555–574 HV0,3), поэтому для сохранения аморфного состояния и непрерывности стенок режим нужно оптимизировать под геометрию. Работа поддержана Российским научным фондом (проект 25-79-10314).

A. Ivannikov, S. Terekhova, A. Suchkov, I. Fedotov, N. Popov, I. Klyushin, P. Morokhov, O. Sevryukov. Amorphous Ribbon Brazing Filler Metals: Selection Criteria, Glass Formation, and Transient Liquid Phase Bonding // Materials. 2026. Vol. 19, No. 19. Art. 4123. https://doi.org/10.3390/ma19194123

Аморфные ленточные припои получают быстрой закалкой расплава, и они образуют отдельный класс материалов для высокотемпературной пайки. В обзоре систематизированы четыре промышленных семейства таких припоев (медно-фосфорные, титановые, циркониевые и никелевые) и близкие к ним припои на основе железа. Авторы сформулировали пять критериев, которым сплав должен отвечать одновременно, чтобы стать промышленным припоем: температура пайки, склонность к стеклообразованию, совместимость с паяемым материалом, технологичность получения ленты, стоимость и безопасность. Критерии сведены в единый перечень с количественными порогами и применены для сравнения семейств и выбора припоя под конкретную задачу. Сквозная тема обзора: диффузионная пайка с переходной жидкой фазой. Работа поддержана Российским научным фондом (проект 25-19-00778).

E. A. Bazdnikina, A. N. Suchkov, K. A. Popova, J. V. Bondareva, D. G. Firsov, B. S. Voloskov, N. E. Fedyanin, V. V. Mikhalchik, A. A. Bazhenov, S. A. Evlashin, I. V. Kozlov, O. N. Sevryukov. Laser powder bed fusion of Zr-based bulk metallic glass using flake-shaped crystalline powder: Printability, microstructure, and performance // Next Materials. 2026. Vol. 13. Art. 103533. https://doi.org/10.1016/j.nxmate.2026.103533

Работа посвящена получению объёмных аморфных материалов из сплава Zr35Ti30Be27.5Cu7.5 методом селективного лазерного плавления. После удачных результатов со сферическим порошком в этой работе проверен более дешёвый в производстве чешуйчатый кристаллический порошок. Подбор режимов печати дал рентгеноаморфные образцы с кристаллическими включениями мельче 1 мкм. При мощности лазера 60 Вт и скорости сканирования 900 мм/с прочность на сжатие составила 1612 ± 90 МПа, как у образцов из сферического порошка, поэтому этот режим подходит для порошков обоих видов. Работа выполнена совместно со Сколтехом, статья в открытом доступе.

R. Sh. Isayev, G. N. Elmanov, P. S. Dzhumaev, I. A. Naumenko, V. I. Polskij, A. V. Markin. Microstructure and hydrogen content of electrodeposited chromium coating on the inner surface of EP823-SH steel cladding // Nuclear Engineering and Design. 2026. Vol. 459. Art. 115211. https://doi.org/10.1016/j.nucengdes.2026.115211

Чтобы повысить коррозионную стойкость оболочек твэлов из ферритно-мартенситной стали ЭП823-Ш, на их внутреннюю поверхность предлагается наносить хромовое покрытие. В работе изучены микроструктура и содержание водорода в хромовых покрытиях, осаждённых электролитически внутри оболочечных труб с внутренним диаметром 8,7 мм. При температуре электролита 30–35 °C и плотности тока не выше 0,2 А/см² покрытие получается без трещин и с равноосной структурой, а в более горячем электролите структура становится столбчатой. В покрытии накапливается около 2 ат.% водорода, но отжиг при 420 °C удаляет его полностью, поэтому хромирование не ухудшает исходные свойства оболочки.

E. S. Chubieva, P. S. Dzhumaev, E. L. Korenevski. Interfacial diffusion and high-temperature oxidation mechanisms of Cr2AlC MAX-phase coatings on 316L stainless steel: Role of a Cr3C2 diffusion barrier // Surface and Coatings Technology. 2026. Vol. 539. Art. 133933. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2026.133933

Покрытия на основе MAX-фазы Cr2AlC перспективны для защиты от высокотемпературной коррозии, но их ресурс ограничивают диффузия на границе с основой и разрушение структуры при нагреве. Авторы нанесли покрытия Cr2AlC на сталь 316L магнетронным распылением и сравнили окисление однослойного покрытия и двухслойного Cr3C2/Cr2AlC на воздухе при 900 и 1000 °C. В однослойном покрытии алюминий уходит наружу, покрытие перемешивается со сталью и MAX-фаза распадается. Подслой Cr3C2 подавляет этот перенос: граница покрытия со сталью остаётся чёткой до 900 °C, а проникновение железа при 1000 °C снижается примерно в три раза.

E. A. Kuleshova, E. D. Malinovskiy, S. V. Fedotova. Microstructure-informed computational and experimental evaluation of the residual lifetime of VVER-440 reactor pressure vessel steels under irradiation after the third recovery annealing // Journal of Nuclear Materials. 2026. Vol. 633. Art. 157049. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2026.157049

Корпуса реакторов ВВЭР-440 первого поколения проектировались на 30 лет, а восстановительные отжиги уже продлили их срок службы до 60 лет. В работе оценено, можно ли продлить его ещё раз после третьего отжига. Основной металл и металл сварного шва исследованы методами просвечивающей и растровой электронной микроскопии и оже-спектроскопии, радиационное упрочнение спрогнозировано с помощью машинного обучения, а накопление фосфора на границах зёрен рассчитано кинетическим моделированием. После повторного отжига скорость упрочнения и накопления фосфора заметно снижается, и, по оценке авторов, корпуса можно безопасно эксплуатировать ещё не менее 10–15 лет.