Радиационно и термически стимулированное перераспределение примесей и легирующих элементов в материалах корпусов водо-водяных реакторов

• Автор: Забусов, Олег Олегович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 142 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАДИАЦИОННО И ТЕРМИЧЕСКИ СТИМУЛИРОВАННОГО ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИМЕСНЫХ И ЛЕГИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ В МАТЕРИАЛАХ КОРПУСОВ РЕАКТОРОВ
1.1. Условия эксплуатации корпусов ВВЭР и предъявляемые к ним требования
1.2. Материалы корпусов отечественных реакторов первых поколений
1.3. Влияние эксплуатационных факторов на свойства корпусных материалов
1.3.1. Общие представления о радиационном повреждении стали
1.3.2. Влияние длительного термического воздействия на механические свойства материалов корпусов реакторов.
1.3.3. Кинетика равновесной зернограничной сегрегации
1.3.4. Изменение микроструктуры материалов корпусов реакторов под действием эксплуатационных факторов
1.3.5. Радиационно-стимулированная зернограничная сегрегация..
1.4. Заключение по главе
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Исследованные материалы
2.2. Методика эксперимента
ГЛАВА ЗтЕЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ.:................—.......гг..
3.1. Исследование межзеренной сегрегации в основном металле
корпусов реакторов водо-водяного типа

3.2. Исследование микроструктуры штатного материала шва корпуса реактора ВВЭР-440 методом атомного зонда
3.2.1. Исследование химического состава ферритной матрицы с
помощью атомного зонда с компенсацией энергии...]
_ 3.2.2. Исследование микроструктуры металла шва с помощью трехмерного атомного зонда
3.3. Обсуждение результатов
3.4. Заключение по главе
ГЛАВА 4. ОЦЕНКА КИНЕТИКИ РАДИАЦИОННО СТИМУЛИРОВАННОЙ ЗЕРНОГРАНИЧНОЙ СЕГРЕГАЦИИ В ОСНОВНОМ МЕТАЛЛЕ КОРПУСОВ ВОДО-ВОДЯНЫХ РЕАКТОРОВ
4.1. Исходные параметры
4.2. Оценка кинетики радиационно-стимулированной зернограничной сегрегации в основном металле корпуса реактора атомного ледокола «Ленин»
4.3. Оценка кинетики радиационно-стимулированной зернограничной сегрегации в основном металле корпуса реактора ВВЭР-440
4.4. Заключение по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
АЗ - атомный зонд
АЭС - атомная электростанция
ВВЭР - водо-водяной энергетический реактор
ВХП - вязко-хрупкий переход
ГЗ — граница зерна .
КР — корпус реактора
КРО - коэффициент радиационного охрупчивания МУР - малоугловое рассеяние МТП - металл шва
НВ АЭС - Нововоронежская атомная электростанция
ОМ - основной металл
ОЭС - Оже-электронная спектроскопия
ТЭМ - трансмиссионная электронная микроскопия

Можно выделить четыре основных объекта при исследовании корпусных материалов методом АЗ: матрица, мелкие (не более 10 нм) выделения, крупные (более 10 нм) выделения и сегрегации на границах раздела [21]. ■
Состав матрицы определяется, чтобы установить концентрацию примесей и легирующих элементов, как функцию облучения и термообработки. Важно, что вклад мелких преципитатов отделяется от состава матрицы, что позволяет определить его с высокой точностью. АЗ показал, что уровень меди в МШ с высоким содержанием этого элемента (более 0,2 ат. %) после отжига для снятия напряжений до облучения зависит от температуры отжига и скорости охлаждения. Чем ниже температура и скорость охлаждения, тем меньше проявляется склонность к охрупчиванию материала, вызванная присутствием меди [62]. Уровень меди в матрице после нейтронного облучения измерялся на многих сталях и везде имело место существенное обеднение матрицы этим элементом. На рис. 1.4 представлена зависимость от флюенса степени обеднения матрицы различных корпусных сталей медью (Соб-СматрУСоб, где С0б - объёмное содержание меди, Сматр - содержание меди в матрице. График составлен на основании данных, представленных в работах [16, 17, 19,21].
Другой характерной особенностью изменения состава матрицы под действием облучения является обеднение фосфором. В отличие от меди, для различных типов сталей оно проявляется в разной степени, в зависимости от объёмного содержания фосфора. На рис. 1.5 представлена зависимость содержания фосфора в матрице от флюенса для нескольких типов материалов КР [17, 19].