Влияние радиационно-индуцированных процессов при высокодозном реакторном облучении на свойства сплавов циркония

• Автор: Кобылянский, Генадий Петрович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Ульяновск
• Количество страниц: 169 с. : 64 ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Список сокращений и условных наименований

ВВЕДЕНИЕ

1. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ВЛИЯНИЯ 21 ОБЛУЧЕНИЯ НА СПЛАВЫ ЦИРКОНИЯ (аналитический

обзор)

1.1 Изменение структуры

1.2 Радиационное упрочнение и анизотропия механических 24 свойств

1.3 Радиационный рост

1.4 Радиационно-термическая ползучесть

1.5. Коррозия
Выводы по главе
2. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ, МЕТОДИКИ 54 ОБЛУЧЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ ОБЛУЧЕННЫХ ОБРАЗЦОВ И ИЗДЕЛИЙ
2.1 Обоснование выбора материалов и объектов для 54 исследований
2.1.1 Выбор состава сплавов
2.1.2 Выбор заготовок для образцов
2.1.3 Образцы для кратковременных испытаний на растяжение
2.1.4 Образцы для изучения радиационного роста
2.1.5 Образцы для изучения деформирования под действием 64 механических нагрузок
2.1.6 Объекты для изучения коррозионной стойкости
2.2 Методики облучения образцов

2.3 Параметры испытаний в эксплуатационных условиях
2.4 Методики исследований облученных образцов
2.4.1 Механические испытания
2.4.2 Испытания на длительную прочность
2.4.3 Измерение геометрических размеров
2.4.4 Исследование коррозионной стойкости
2.4.5 Трансмиссионная электронная микроскопия
Выводы по главе
3. МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПРИ 86 КРАТКОВРЕМЕННЫХ ИСПЫТАНИЯХ НА РАСТЯЖЕНИЕ
3.1 Кольцевые образцы
3.2 Анизотропия механических характеристик
3.3 Влияние послерадиационного отжига
Выводы по главе
4. РАДИАЦИОННЫЙ РОСТ СПЛАВОВ ЦИРКОНИЯ
4.1 Размерные изменения изделий из циркониевых сплавов 101 реактора СМ
4.2 Влияние легирования
4.3 Влияние холодной деформации и схемы прокатки
4.4 Другие способы подавления радиационного роста 110 циркониевых сплавов
4.4.1 Влияние закалки и гидроимпульсной обработки
4.4.2 Влияние высокотемпературных отжигов
4.4.2.1 Зависимости от флюенса нейтронов
4.4.2.2 Структурные особенности
4.5 Стадия ускоренного роста
4.6 Анизотропия радиационного роста

4.7 Связь радиационного роста с радиационными 128 повреждениями структуры
4.7.1 Нелегированный цирконий
4.7.2 Сплав Э110
4.7.3 Сплав Э635
4.8 Влияние послерадиационных отжигов
4.8.1 Размерные изменения
4.8.2 Структурные изменения при послерадиационном отжиге
Выводы по главе
5. СОПРОТИВЛЕНИЕ ДЕФОРМИРОВАНИЮ ПРИ 150 ДЛИТЕЛЬНОМ МЕХАНИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ
5.1 Деформирование при растягивающей нагрузке
5.2 Деформирование труб НК при сжимающей осевой нагрузке
5.3 Длительная устойчивость и изменение диаметра труб под 155 действием наружного давления и реакторного облучения
5.4 Деформирование обол очечных труб под действием 158 внутреннего газового давления
5.4.1 Зависимость от параметров облучения
5.4.2 Анизотропия деформирования
5.4.3 Влияние предварительного высокотемпературного отжига
5.4.4 Влияние радиационного упрочнения
5.5 Длительная прочность оболочек из сплава Э110
Выводы по главе
6. КОРРОЗИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ КОМПОНЕНТОВ ТВС 173 ПРИ ДЛИТЕЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ
6.1 Коррозия в реакторах кипящего типа
6.1.1 Коррозия сплава Э110

Однако, длительное время исследователи не наблюдали в структуре сплавов циркалой-2 и циркалой-4 петель с вектором Бюргерса, имеющим <с>-компоненту, хотя они были обнаружены в высокочистом цирконии. Межлабораторные сравнительные исследования [13] продемонстрировали, что в структуре сплавов, облученных до дозы ~ 2 сна, одновременно присутствовали дислокационные петли только с вектором Бюргерса в = а/3 <1120> междоузельного и вакансионного тина.
Другая модель [47], предсказывающая появление стадии ускоренного роста в циркалое-2 в результате облучения при ~ 300 °С, основывалась на представлении, что высокая скорость роста холоднодеформированного материала связана с диффузией вакансий по дислокациям к границам зерен вдоль винтовых дислокаций, в то время как краевые дислокации и петли с вектором Бюргерса в = а/3 <11 20> поглощали только междоузлия.
В отожженном же материале ускоренная стадия роста возникала за счет роста и коалесценции петель, приводящих к формированию дислокационной сетки.
Хотя эта модель позднее была отвергнута, но она позволила обратить внимание на возможное участие в радиационном росте образцов дислокаций с вектором Бюргерса, имеющим <с>-компоненту, в составе дислокационной сетки. И только в экспериментах по облучению при высоких температурах (690 К) до высоких доз ~ 20 сна впервые была обнаружена корреляция между наступлением стадии ускоренного радиационного роста и появлением дислокаций с вектором Бюргерса, имеющим <с>-компоненту.
Холт [52] отмечает, что первое доказательство существования «перелома роста» при температурах, соответствующих рабочим температурам реактора на тепловых нейтронах, было представлено в 1983 году Роджерсоном и Мургатройдом [21], которые установили, что у циркалоя-2 он начинается при дозах ~ 6 сна. Ясное понимание наличия корреляции между наступлением