Изменение тонкой атомной структуры 12% хромистой стали при термомеханических воздействиях

• Автор: Бойко, Надежда Владимировна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 118 с. : ил.

ГЛАВА 1. Состояние вопроса. Перспективные конструкционные материалы атомной энергетики

1.1. Ферритно-мартенситные высокохромистые стали

1.1.1. Диаграмма состояний системы железо-хром

1.1.2. Современные высокохромистые стали, применяемые в атомной энергетике

1.2. Понятие ближнего порядка в твердых растворах и его влияния на

физические свойства твердых растворов

1.3. Влияние легирующих добавок и термической обработки на свойства хромистых сталей
1.4. Изучение хромистых сталей и сплавов Ее-Сг методом мессбауэровской спектроскопии

1.5. Постановка задачи работы

ГЛАВА 2. Методы и применяемые методики исследования

2.1. Выбор сплавов и приготовление образцов

2.2. Методы исследования
2.2.1. Методы термоанализа: дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК) и термомеханический анализ (ТМА)
2.2.2. Метод мессбауэровской спектроскопии
2.3.Применяемые методики
2.3.1. Методики определения ближнего порядка, средней концентрации легирующего элемента в твердом растворе, а также параметра магнитной текстуры с помощью мессбауэровской спектроскопии
2.3.2. Методика определения энергии активации

ГЛАВА 3. Изменение тонкой атомной структуры стали ЭП823 в зависимости от режимов термообработки
3.1. Изменение фазового состава и тонкой атомной структуры стали ЭП823 в зависимости от режимов термообработки
3.2.Термоаналитические исследования процесса ближнего упорядочения и образования концентрационных неоднородностей в стали ЭП823 с разными режимами термообработки
3.3.Исследования изменения тонкой атомной структуры стали ЭП823
при термическом старении
3.4.Исследования с помощью мессбауэровской спектроскопии магнитной анизотропии в образцах изделий из стали ЭП823 и ее изменений при термомеханических воздействиях
ГЛАВА 4. Исследование влияния добавок азота на тонкую атомную структуру малоактивируемой 12% хромистой стали ЭК181
4.1. Исследование влияния добавок азота на тонкую атомную структуру стали ЭК181 методом мессбауэровской спектроскопии
4.2. Исследование влияния добавок азота на тонкую атомную структуру стали ЭК181 методом дифференциальной сканирующей калориметрии
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список использованной литературы

Актуальность темы. Развитие атомной энергетики ставит перед материаловедами ряд задач, связанных с созданием новых конструкционных материалов с повышенными эксплуатационными характеристиками. При создании конструкционных материалов и их эксплуатации большое внимание уделяется прочностным характеристикам и их изменению под действием температуры и облучения. В настоящее время исследуются и успешно применяются ферритно-мартенситные 12% хромистые стали как конструкционный материал элементов активной зоны реакторов на быстрых нейтронах. Наряду со сталями состава ЭП450, ЭП823, традиционно легированными Мо, N6, V, W, N1, представляют интерес малоактивируемые стали с базовым легированием 12% Сг, из состава которых выведены наиболее активируемые элементы. Применение таких материалов позволит существенно снизить материальные затраты на захоронение радиоактивных отходов после вывода установки из эксплуатации.
Основным недостатком 12% хромистых сталей является склонность к проявлению низкотемпературного радиационного охрупчивания (НТРО) [1], что связывают с микроструктурной нестабильностью [2]. Природа этого явления, несмотря на распространение его на весь класс ферритно-мартенситных сталей (т. е. материалов с ОЦК решеткой), не установлена. Микроструктурная нестабильность стали при эксплуатации приводит к образованию в структуре стали гетерогенных включений разного структурного уровня, а именно, сегрегаций примесных атомов или атомов внедрения [3, 4], а также к расслоению твердого раствора а-железа.
Расслоение твердого раствора а-железа является результатом протекания процесса ближнего атомного упорядочения по типу ближнего порядка или ближнего расслоения. Размер областей локального ближнего упорядочения достигает всего лишь размера одной-двух координационных сфер, по-

• температурные интервалы процессов стеклования и кристаллизации, термодинамические параметры этих процессов (энтальпия, энергия активации).
С помощью дифференциальной сканирующей калориметрии можно изучать влияние различных сред на термодинамические параметры фазовых превращений термореактивных материалов.
Термомеханический анализатор (рис.2.2.2) является составной частью термоанализатора Эи РоШ 9900 и измеряет изменение линейных или объемных размеров образца как функцию температуры и времени. Использование взаимозаменяемых (сменных) штоков дает возможность получать сведения о ряде важных величин, включая модули сжатия, текучести, коэффициента теплового расширения, температуры плавления и стеклования.
Рис. 2.2.2. Принципиальная схема термомеханического анализатора.
Температурный интервал измерений в пределах 20-ь1200°С. Стабильность (точность) установления температуры +0,1К. Скорость нагрева образца от 0,2аС/мин до 40°С/мин. Линейные размеры образца: высота до 10мм, диаметр до 9 мм. Измерения проводятся на воздухе. Управление экспериментом, результат измерения и его обсчет проводится с помощью компьютера.