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Phase reversion kinetics of thermally decomposed (α + γ′) phases to γ-phase in U – 10 wt% Mo alloy
Journal of Nuclear Materials ( IF 3.1 ) Pub Date : 2019-12-31 , DOI: 10.1016/j.jnucmat.2019.151983
Ryan Newell , Abhishek Mehta , Dennis D. Keiser , Yongho Sohn

Thermally induced phase reversion kinetics of decomposed α + γ′ phases to γ phase was investigated for the U – 10 wt% Mo (U–10Mo) hypoeutectoid alloy using X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and transmission electron microscopy (TEM). The as-cast U–10Mo alloy was homogenized to the γ phase at 1073K for 96 h, and decomposed at sub-eutectoid temperature of 773K as a function of time from 240 to 1200 h. The decomposition of γ phase initiated via two mechanisms: (1) discontinuous precipitation (DP) or cellular precipitation along the grain boundaries and inclusions; and (2) continuous precipitation (CP) within the γ grains as γ′ needles. After 720 h at 773K, the DP colonies completely consumed the continuous γ matrix, after which discontinuous coarsening (DC) was observed. The completely-decomposed U–10Mo alloy samples were then annealed at 843, 853, and 863K as a function of time to document the kinetics of α+γ' → γ phase reversion. The reference intensity ratio analysis was employed to XRD patterns to quantify the phase amount after each heat treatment. A combinatorial kinetic model, consisting of the classical JMAK nucleation and growth, and spherical particle dissolution, was employed to describe the α+γ' → γ phase reversion as a function of time and temperature. This phenomenological model provided a good approximation for the phase reversion within the temperature and time ranges examined in this study. Furthermore, a diffusion enhancement approach was employed for a set of typical irradiation parameters to estimate the irradiation effect on the α+γ' → γ phase reversion kinetics.



中文翻译:

U – 10 wt%Mo合金中热分解(α+γ')相转变为γ相的相变动力学

使用X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)和透射率研究了U – 10 wt%Mo(U-10Mo)次共析合金的热诱导相变动力学,该反应由分解的α+γ'相转变为γ相。电子显微镜(TEM)。铸态的U-10Mo合金在1073K下均质化到γ相96 h,然后在773K的亚共析温度下分解,时间是240至1200 h的函数。γ相的分解是通过两种机理引发的:(1)沿晶界和夹杂物的不连续沉淀(DP)或细胞沉淀;(2)γ内的连续沉淀(CP)为γ'针。在773K下720小时后,DP菌落完全消耗了连续的γ基质,此后观察到不连续的粗化(DC)。然后,将完全分解的U-10Mo合金样品在843、853和863K处随时间进行退火,以记录α+γ'→γ相转变的动力学。将参考强度比分析用于XRD图案,以量化每次热处理后的相量。组合动力学模型由经典的JMAK成核和生长,以及球形颗粒溶解组成,用来描述α+γ'→γ相转变随时间和温度的变化。该现象学模型为在这项研究中研究的温度和时间范围内的相变提供了一个很好的近似值。此外,对一组典型的辐照参数采用扩散增强方法,以估算辐照对α+γ'→γ相恢复动力学的影响。853和863K作为时间的函数,以记录α+γ'→γ相还原的动力学。将参考强度比分析用于XRD图案,以量化每次热处理后的相量。组合动力学模型由经典的JMAK成核和生长,以及球形颗粒溶解组成,用来描述α+γ'→γ相转变随时间和温度的变化。该现象学模型为在这项研究中研究的温度和时间范围内的相变提供了一个很好的近似值。此外,对一组典型的辐照参数采用扩散增强方法,以估算辐照对α+γ'→γ相恢复动力学的影响。853和863K作为时间的函数,以记录α+γ'→γ相还原的动力学。将参考强度比分析用于XRD图案,以量化每次热处理后的相量。组合动力学模型由经典的JMAK成核和生长,以及球形颗粒溶解组成,用来描述α+γ'→γ相转变随时间和温度的变化。该现象学模型为在这项研究中研究的温度和时间范围内的相变提供了一个很好的近似值。此外,对一组典型的辐照参数采用了扩散增强方法,以估算辐照对α+γ'→γ相恢复动力学的影响。→γ相还原。将参考强度比分析用于XRD图案,以量化每次热处理后的相量。组合动力学模型由经典的JMAK成核和生长,以及球形颗粒溶解组成,用来描述α+γ'→γ相转变随时间和温度的变化。该现象学模型为在这项研究中研究的温度和时间范围内的相变提供了一个很好的近似值。此外,对一组典型的辐照参数采用扩散增强方法,以估算辐照对α+γ'→γ相恢复动力学的影响。→γ相还原。将参考强度比分析用于XRD图案,以量化每次热处理后的相量。组合动力学模型由经典的JMAK成核和生长,以及球形颗粒溶解组成,用来描述α+γ'→γ相转变随时间和温度的变化。该现象学模型为在这项研究中研究的温度和时间范围内的相变提供了一个很好的近似值。此外,对一组典型的辐照参数采用扩散增强方法,以估算辐照对α+γ'→γ相恢复动力学的影响。由经典的JMAK成核和生长,以及球形颗粒溶解组成,用来描述α+γ'→γ相转变随时间和温度的变化。该现象学模型为在这项研究中研究的温度和时间范围内的相变提供了一个很好的近似值。此外,对一组典型的辐照参数采用扩散增强方法,以估算辐照对α+γ'→γ相恢复动力学的影响。由经典的JMAK成核和生长以及球形颗粒溶解组成,用来描述α+γ'→γ相随时间和温度的变化。该现象学模型为在这项研究中研究的温度和时间范围内的相变提供了一个很好的近似值。此外,对一组典型的辐照参数采用扩散增强方法,以估算辐照对α+γ'→γ相恢复动力学的影响。

更新日期:2019-12-31
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