Структурно-физические аспекты радиационного распухания и вакансионного порообразования в конструкционных материалах атомных энергетических установок

• Автор: Звягин, Владимир Борисович
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 257 с. : 35 ил.

Оглавление

Введение
Глава I Структурно-физические и конструкторско-технологические аспекты выбора сплавов, их работоспособность и повреждаемость в конструкции атомных энергетических установок

1.1 Деградация гарантированных свойств металла в конструкции и пути ее ослабления

1.1.1 Несовершенство технологического процесса и отступление от требований технических условий и стандарта

1.1.2 Недостатки проектирования и конструирования

1.1.3 Отступление от расчетных условий эксплуатации

1.1.4 Неполное соответствие металла условиям эксплуатации

1.2 Равномерность распада и объемная дилатация

1.3 Выбор сплавов
1.4 Уровень структурных напряжений и размерные несоответствия.
1.5. Влияние легирования и пересыщенности твердого раствора
Выводы к главе
Глава II Радиационная повреждаемость конструкционных материалов и структурно-принудительная рекомбинация
2.1 Некоторые аспекты физических условий работы конструкционных материалов основных узлов ядерных и термоядерных реакторов
2.2 Радиационные дефекты в металлах и их эволюция
2.3 Радиационные дефекты и диффузия в сплавах
2.4 Критерии работоспособности конструкционных материалов

ядерных и термоядерных энергетических установок
2.5 Предвыделение вторичной фазы и свойства сплавов

2.6 Особенности структурных превращений в аустенитных хромоникелевых сталях и сплавах и их влияние на прочностные и
пластические свойства
Выводы к главе II
Г лава III Материалы и методики исследования
3.1 Материалы исследования
3.2 Исследование механических свойств
3.3 Металлографические исследования
3.4 Электронно-микроскопические исследования
3.5 Фазовый физико-химический и рентгеноструктурный анализ
3.6 Методы и количественная оценка распухания
3.7 Моделирование радиационного распухания
Глава IV Некоторые сведения о роли структуры в процессах радиационного распухания сталей и сплавов. Природа высокой сопротивляемости радиационному распуханию высоконикелевых аустенитных сплавов
4.1 Зависимости распухания металлических материалов при облучении нейтронам от температуры и флюенса
4.2 Влияние химического состава и структуры на распухание металлов и сплавов
4.3 Структурные превращения в аустенитных хромоникелевых сталях и сплавах
4.4 Равномерность распада твердого раствора и длительная пластичность
4.5 Особенности структурных превращений в инкубационном периоде распада твердых растворов и их влияние на жаропрочность
4.6 Природа высокой сопротивляемости вакансионному распуханию высоконикелевых аустенитных сплавов

4.7 Сопротивляемость вакансионному распуханию сталей и сплавов с
О ЦК- и ГПУ решетками
4.8 Фактор размерного несоответствия при распаде твердых
растворов и вакансионное распухание
Выводы к главе IV
Глава V О некоторых аномалиях в проблеме упрочнения и микролегирования аустенитных коррозионностойких сталей и сплавов для ядерных энергетических установок
5.1 Температурно-временные закономерности твердения и особенности диаграмм структурных превращений
5.2 Твердорастворное упрочнение и дисперсионное твердение сталей
и сплавов
5.3 Микролегирование редкоземельными элементами сталей и сплавов и подавление радиационного распухания
5.3.1 Влияние микродобавок редкоземельных элементов на механические свойства сплавов
5.3.2 Радиационное распухание сплавов и пути его подавления
Выводы к главе V
Глава VI Радиационное распухание дисперсионно-твердеющей аустенитной экономнолегированной никелем радиационностойкой стали
6.1 Влияние структурных превращений на изменение механических свойств сталей типа
6.2 Разработка дисперсионно-твердеющей аустенитной экономно -легированной никелем стали марки 04Х15Н15МЗТ2Ч с высокой
сопротивляемостью радиационному распуханию
Выводы к главе VI

доупаривания и накопления хлоридов.
Наличие щелевых зазоров (подкладные кольца и др.) интенсифицирует развитие коррозионных повреждений. В щели затруднено перемешивание электролита, и, поскольку объем его весьма мал, электролит быстро меняет свой состав. Из-за ограниченного поступления кислорода поверхности деталей в щелях не пассивируются. Например, в щели с зазором шириной 0,05 мм скорость коррозии стали 12Х18Н9Т возрастает в два-три раза по сравнению со скоростью коррозии на открытой поверхности металла. Особенно чувствительны к щелевой коррозии хромистые мартенситные стали. Хромистые стали 12X13 и 14Х17Н2 в щелях, имеют потенциал на 0,55-0,60 В более отрицательный, чем на открытой поверхности [15].
2. При замене кованых деталей механически вырезанными из листового материала последние часто используются в конструкции без учета направления в них волокна. Вследствие анизотропии свойств и резкого снижения вязкопластических характеристик в поперечном направлении ("расщепление" волокна) возможно преждевременное разрушение изделия.
3. Нередко возникают разрушения сварных тонкостенных соединений, выполняемых в труднодоступных местах (например, сварка труб 15 х 1,5 из стали 08Х18Н10Т). Применение более технологичных труб с большей толщиной стенки (2,5мм) обеспечивает более высокое качество сварного соединения.
Следует отнести в адрес конструктора и наличие случаев разрушений конструкций (особенно сварных) по причине хладноломкости. Разрушения по причине низкой хладностойкости связаны как с применением стали с повышенной склонностью к хрупким разрушениям, так и с конструкторско-технологическими факторами, повышающими критическую температуру хрупковязкого перехода (укрупнение размера зерна, наводороживание металла сварного соединения, высокие сварочное и монтажное напряжения, повышенное содержание вредных примесей и т.д.).