Investigation of Vanadium-Based Alloys Сorrosion Resistance in Liquid Lithium

Abstract

Серьёзной проблемой в отношении использования сплавов ванадия для систем первая стенка/бланкет в термоядерных реа кторах является их активность по отношению к неметаллическим примесям в теплоносителях. В данной статье представлены результаты исследования коррозионной стойкости в жидком литии высокой чистоты (с содержанием азота и углерода менее 10-3 % мас.) ванадия и ванадиевых сплавов (V-1,86Ga, V-3,4Ga-0,62Si, V-4,81Ti-4,82Cr) как в исходном состоянии, так и предварительно облучённых ионами Ar + с энергией 20 кэВ до дозы 10 22 м-2 при температуре облучения ~400 ºС. Степень коррозии оценивалась по измерению изменений веса и микротвёрдости. Коррозионные испытания проводились в статических изотермических условиях при температуре 600 ºС в течение 400 ч. Установлена идентичность механизмов коррозии как облучённых, так и необлучённых ионами аргона материалов, которая заключается в незначительном проникновении в материалы азота и значительном выходе из них кислорода, что вызывает формирование вблизи поверхности образцов зоны с пониженной микротвёрдостью. Обнаружено также влияние коррозионного воздействия лития на морфологию поверхности исследуемых материалов, что выражается в проявлении границ зёрен и линий скольжения на поверхности образцов, причём последние наблюдаются наиболее ярко в случае предварительного облучения ионами аргона. Ключевые слова: ванадиевые сплавы, коррозионная стойкость, жидкий литий, ионы аргона.