В новой работе, опубликованной в Journal of Manufacturing and Materials Processing, исследован новый сплав Al-7.9Gd-0.6Zr-0.2Cr-0.2Ti, перспективный в качестве материала для поглощения тепловых нейтронов. После гомогенизации при 615 °C в сплаве формируется двухфазная структура «ядро-оболочка»: ядро из фазы Al₂₁GdCrTi окружает оболочка Al₃(Gd,Zr), а в матрице выделяются когерентные нанопреципитаты L1₂ размером 20–25 нм. Благодаря наличию в составе гадолиния (сечение захвата нейтронов 48 800 барн) слой сплава толщиной всего 1 мм снижает интенсивность рассеянных нейтронов по сравнению с чистым алюминием в 17–36 раз (измерения были проведены на реакторе ИБР-2 на установке СКАТ) в зависимости от длины волны нейтрона. Механические испытания показали: холодная прокатка даёт предел текучести 175 МПа и удлинение 11,9%, а горяче-холодная прокатка — 164 МПа и 13,5% соответственно. Предел прочности в обоих случаях ~203 МПа. Текстурный анализ выявил переориентацию зёрен после прокатки: максимум плотности полюсов для плоскости (111) смещается от центра к 30° от нормали. Сплав сочетает высокую эффективность защиты от нейтронов с хорошей технологичностью литья и деформации.

(a) Микроструктура после обработки на твердый раствор при 615 °C в течение 1 ч и закалки сплава Al−Gd−Zr−Cr−Ti при низком и высоком увеличении (СЭМ), и (b) EDX-спектры от Al-твердого раствора сплава Al−Gd−Zr−Cr−Ti.

Источник: S. M. Amer, A. El-Khouly, D. Nikolayev, T. A. Lychagina, Amr. B. ElDeeb, L. E. Gorlov, O. A. Yakovtseva, R. Yu. Barkov, M. V. Glavatskikh, A. V. Pozdniakov. Influence of Zr Addition on the Phase Composition, Mechanical Properties, Deformation Behavior and Crystallographic Texture of the Al−Gd−Cr−Ti Alloy for Thermal Neutron Absorption. J. Manuf. Mater. Process. 2026, 10(6), 186. https://doi.org/10.3390/jmmp10060186. Лицензия CC BY 4.0.
Статья выполнена совместно с НИТУ МИСИС и С. М. Амером.