Electrophysical properties of stainless chromium–nickel steel at high pressures and temperatures at stepwise shock compression

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Рұқсат ақылы немесе тек жазылушылар үшін

Аннотация

The electrical resistance of 12Х18Н10Т stainless steel specimens was measured in the course of compression and heating under stepwise shock compression. A mathematical simulation of the obtained experimental data was conducted. The simulation allowed switching to specific values and reconstructing the volume–temperature dependence of the electrical resistivity of steel at high pressures of 25–65 GPa and temperatures of 350–950 K. Semi-empirical regularities were identified that permit the prediction of the total effect of a decrease in the specific electrical resistivity of 12Х18Н10Т steel upon compression and its increase upon heating. The outcomes of the electrical resistivity tests on shock-compressed and heated steel are evaluated in comparison with the existing literature data on similar experiments conducted under atmospheric pressure and high temperatures.

Толық мәтін

Рұқсат жабық

Авторлар туралы

A. Molodets

Federal Research Center of Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry, Russian Academy of Sciences

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: molodets@icp.ac.ru
Ресей, Chernogolovka, 142432

A. Golyshev

Federal Research Center of Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: molodets@icp.ac.ru
Ресей, Chernogolovka, 142432

Әдебиет тізімі

  1. Шмелев В.Д., Драгунов Ю.Г., Денисов В.П., Васильчиков И.Н. Активные зоны ВВЭР для атомных электростанций. М.: ИКЦ “Академкнига”, 2004. 220 с.
  2. Арбузов В.Л., Гощицкий Б.Н., Данилов С.Е., Залужный А.Г., Зуев Ю.Н., Карькин А.Е., Пархоменко В.Д., Сагарадзе В.В. Накопление и отжиг радиационных дефектов и влияние водорода на них в аустенитной стали 16Cr15Ni3Mo1Ti при низкотемпературном нейтронном и электронном облучении // ФММ. 2016. Т. 117. № 1. С. 94–104.
  3. Данилов С.Е., Арбузов В.Л. Структурные изменения при термических и радиационных воздействиях в нержавеющей стали, легированной титаном // ФММ. 2019. Т. 120. № 11. С. 1200–1203.
  4. Терещенко Н.А., Шабашов В.А., Уваров А.И. Особенности низкотемпературных фазовых превращений в азотсодержащих сталях на Cr–Mn основе // ФММ. 2010. Т. 109. № 5. С. 464–473.
  5. Максимкин О.П., Нургали Е.Е. Изменения электросопротивления и намагниченности необлученной и облученной нейтронами стали Х18Н9 в процессах деформации и отжигов // Вестник НЯЦ РК. 2018. Вып. 1. С. 61–68.
  6. Сорокин В.Г., Волосникова А.В., Вяткин С.А. Марочник сталей и сплавов. М.: Книга по требованию, 2012. 640 с.
  7. Протасов Е.А., Петровский В.Н., Миронов В.Д. Аномальная электропроводность и намагниченность в сплавах системы Fe–Cr–Ni аустенитно-мартенситного класса // Журнал технич. физики. 2019. Т. 89. Вып. 2. С. 202–205.
  8. Seagle C.T., Cottrell E., Fei Y., Hummer D.R., and Prakapenka V.B. Electrical and thermal transport properties of iron and iron-silicon alloy at high pressure // Geophys. Res. Lett. 2013. V. 40. P. 5377–5381.
  9. Молодец А.М., Голышев А.А. Электросопротивление ε-Fe при высоких давлениях ступенчатого ударного сжатия // Физика Земли. 2023. № 4. С. 39–52.
  10. Проскуряков В.И., Родионов И.В., Кошуро В.А., Перинская И.В., Куц Л.Е. Моделирование тепловых процессов в поверхностном слое нержавеющей хромоникелевой стали при лазерном импульсном легировании // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2022. Т. 19. № 2. С. 243–257.
  11. Молодец А.М. Температурная зависимость откольной прочности и уравнение состояния аустенитной хромоникелевой стали 18-10 // ФТТ. 2015. Т. 57. Вып. 10. С. 1992–1997.
  12. Ким В.В., Молодец А.М. Программа для расчета волновых взаимодействий и термодинамического состояния многослойных мишеней при одномерном ударном нагружении СТАГ. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2016616914. 22 июня 2016.
  13. Молодец А.М., Фомичев А.Ю. Кинетические особенности откола, осложненного фазовым переходом в метастабильном материале // Химич. физика. 1997. Т. 16. № 11. С. 124–132.
  14. Голышев А.А., Молодец А.М. Электросопротивление полимерной изоляции в мегабарном диапазоне давлений ударного сжатия // Физика горения и взрыва. 2013. Т. 49. № 2. С. 106–112.
  15. Молодец А.М., Голышев А.А. Объемно-температурная зависимость электро- и теплофизических свойств a-железа при высоких давлениях и температурах // Журнал технической физики. 2021. Т. 91. Вып. 9. С. 1403–1408.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу
2. Fig. 1. Step shock loading generator (a) and schematic profile (time dependence) of pressure in the test sample during measurement of its electrical resistance (b). (a): 1 – disk-shaped steel (18/10T steel) striker with thickness of 3.50(5) mm, accelerated by explosive device to velocity W0=2.6(1) km/s; 2 – steel (18/10T steel) plate with thickness H01=3.85(5) mm; 3 – insulating material (Teflon films glued with vacuum grease) with thickness of 2.40(1) mm; 4 – steel (18/10T steel) plate with thickness of 1.85 mm; 5 – test sample of 18/10T steel with thickness h0=0.55(5) mm; 6 – sensitive element of the manganin pressure sensor with a thickness of 0.055(5) mm (5 and 6 are made in the form of a tape with a width of q≈1.0 mm and are located in the same plane); (b): t0 – the moment of entry of the first shock wave into the sample under study, the remaining designations are explained in the text.

Жүктеу (119KB)
Метадеректер
3. Fig. 2. Experimental and model profiles of electrical resistance and pressure. (a): 1 – experimental profile of electrical resistance R=R(t) of the studied sample of 18/10T steel; 2 – model profile Rm=Rm(t) in the steel sample for compression; 3 – model profile Rm=Rm(t) in the steel sample for unloading. (b): 1 – pressure profile obtained as a result of processing the readings of the manganin sensor; 2 – model pressure profile in the steel sample (the meaning of the designations t0, tmax, tr, P0, Pmax, Pr is the same as in Fig. 1b). (c): 1 – phase trajectory of the sample R0–Rmax in the coordinates of temperature T, compression V0 /V, electrical resistance R, the arrows indicate the sequence of states in time; 2 – surface (2).

Жүктеу (292KB)
Метадеректер
4. Fig. 3. Volume-temperature dependence of specific electrical resistance in coordinates ρ – temperature T – compression (V0/V). 1 – steel 18/10T, 2 – surface (1) with parameters for e-Fe from [9]. Parallel curves on the surfaces represent isotherms and isochores of specific electrical resistance.

Жүктеу (226KB)
Метадеректер
5. Fig. 4. Dependence of specific electrical resistance ρ=ρ(T,P) (a) and TKES η=η(T,P) (b) of 12Kh18N10T steel on temperature and pressure. a: 1 – model atmospheric isobar of specific electrical resistance; 2 – reference atmospheric isobar of specific electrical resistance from [6]; 3 – calculated isobar ρ at pressure P=+1 GPa; 4 – calculated isobar ρ at pressure P= –1 GPa; 5 – calculated isobar ρ at pressure P=+5 GPa; 6 – calculated isobar ρ at pressure P=–5 GPa; b: 1 – isobar η at pressure P=+5 GPa; 2 – isobar η at pressure P= –5 GPa.

Жүктеу (123KB)
Метадеректер