Фазово-структурное состояние и служебные характеристики новых композиций сталей для корпусов реакторов с повышенной мощностью и сроком службы

• Автор: Фролов, Алексей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.14.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 154 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 МАТЕРИАЛЫ КОРПУСОВ РЕАКТОРОВ ТИПА ВВЭР, ИХ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ, РЕСУРС И МЕТОДЫ ЕГО ОЦЕНКИ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ

1.1 ТРЕБОВАНИЯ К МАТЕРИАЛАМ КОРПУСОВ РЕАКТОРОВ ВВЭР

1.2 РАДИАЦИОННОЕ ОХРУПЧИВАНИЕ КОРПУСНЫХ СТАЛЕЙ. МЕХАНИЗМЫ РАДИАЦИОННОГО ОХРУПЧИВАНИЯ, МОНИТОРИНГ СОСТОЯНИЯ

1.2.1 Мониторинг состояния корпусов реакторов типа ВВЭР

1.2.2 Методы оценки механических свойств

1.2.3 Методы исследования структуры

1.3 ВЛИЯНИЕ ОБЛУЧЕНИЯ И ДЛИТЕЛЬНЫХ ТЕПЛОВЫХ ВЫДЕРЖЕК НА СТРУКТУРУ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТАЛИ КР ВВЭР-440 (15Х2МФА) И ЕЕ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ

1.3.1 Влияние системы легирования и первичной термической обработки на

механические свойства
1.3.2 Вклад упрочняющего механизма в радиационное охрупчивание
материалов ВВЭР-
1.3.3 Вклад неупрочняющего механизма и радиационное охрупчивание
материалов ВВЭР-
1.4 ВЛИЯНИЕ ОБЛУЧЕ11ИЯ И ДЛИТЕЛЬНЫХ ТЕПЛОВЫХ ВЫДЕРЖЕК НА СТРУКТУРУ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТАЛИ КР ВВЭР-1000 (15Х2НМФА) И ЕЕ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ
1.4.1 Вклад упрочняющего механизма в радиационное охрупчивание
материалов КР ВВЭР-1
1.4.2 Вклад неупрочняющего механизма в радиационное охрупчивание
материалов КР ВВЭР-1
1.5 ПУТИ УВЕЛИЧЕНИЯ СРОКА СЛУЖБЫ КОРПУСОВ РЕАКТОРОВ
1.5.1 Проведение восстановительных отжигов
1.5.2 Доаттестация материалов по результатам ускоренного облучения
1.5.3 Использование новых материалов для изготовления корпусов ЯЭУ типа

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО ГЛАВЕ
ГЛАВА 2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 МАТЕРИАЛЫ

2.2 МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.2.1 Исследования макроструктуры
2.2.2 Исследования микроструктуры и фазового состава
2.2.3 Методика получения темнопольных ТЕМ-изображений преципитатов в материалах корпусов реакторов типа ВВЭР
2.2.4 Механические испытания
2.3 МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ДАІ1НЫХ
ГЛАВА 3 ТЕРМИЧЕСКАЯ СТАБИЛЬНОСТЬ НОВЫХ КОМПОЗИЦИЙ СТАЛЕЙ
3.1 СТРУКТУРА И ФАЗОВЫЙ СОСТАВ ИССЛЕДОВАННЫХ СТАЛЕЙ В ИСХОДНОМ СОСТОЯНИИ
3.2 ОЦЕНКА СКЛОННОСТИ НОВЫХ КОМПОЗИЦИЙ КОРПУСНЫХ СТАЛЕЙ К ТЕПЛОВОМУ ОХРУПЧИВАНИЮ
3.2.1 Расчет эффективного коэффициента диффузии фосфора
3.2.2 Выбор режима термообработки на обратимую отпускную хрупкость
3.2.3 Оценка диффузионных путей при изотермических выдержках при 330°С
3.3 ТЕРМИЧЕСКАЯ СТАБИЛЬНОСТЬ НОВЫХ КОМПОЗИЦИЙ СТАЛЕЙ ПОСЛЕ РАЗЛИЧНЫХ ТЕРМИЧЕСКИХ ВЫДЕРЖЕК
3.3.1 Фазовый состав и уровень зернограничных сегрегаций примесей после
провоцирующей охрупчивающей ступенчатой термообработки
3.3.2 Фазовый состав и уровень зернограничных сегрегаций примесей после
изотермических выдержек при 330°С
3.4 МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НОВЫХ КОМПОЗИЦИЙ СТАЛЕЙ ПОСЛЕ ВЫДЕРЖЕК РАЗЛИЧНОЙ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ПРИ 330°С И ОХРУПЧИВАЮЩЕЙ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
3.5 ВЫБОР НАИБОЛЕЕ ТЕРМИЧЕСКИ СТАБИЛЬНЫХ СТАЛЕЙ НОВЫХ КОМПОЗИЦИЙ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО ГЛАВЕ
ГЛАВА 4 РАДИАЦИОННАЯ СТОЙКОСТЬ НОВЫХ КОМПОЗИЦИЙ СТАЛЕЙ

4.1 УСЛОВИЯ ОБЛУЧЕНИЯ В ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОМ РЕАКТОРЕ ИР-
4.2 ЭВОЛЮЦИЯ ФАЗОВО-СТРУКТУРНОГО СОСТОЯНИЯ ПОСЛЕ УСКОРЕННОГО ОБЛУЧЕНИЯ
4.2.1 Карбидные, нитридные и карбонитридные составляющие
4.2.2 Радиационно-индуцироваиные элементы структуры
4.2.3 Исследование зернограничного охрупчивания

4.3 ИЗМЕНЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОСЛЕ УСКОРЕННОГО ОБЛУЧЕНИЯ
4.4 ВЫБОР НАИБОЛЕЕ РАДИАЦИОННО-СТОЙКИХ СТАЛЕЙ НОВЫХ КОМПОЗИЦИЙ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО ГЛАВЕ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

фосфора и другого элемента (например углерода) [7]. Поэтому, сегрегационные процессы в случае материалов КР ВВЭР-440 характерны только для основного металла корпуса [6,9].
Тем не менее, несмотря на отсутствие зернограничного охрупчивания, за счет большего содержания примесей (таблица 1.3), а также особенностей микроструктуры (присутствия столбчатых зерен помимо равноосных, наличия неметаллических включений) охрупчивание металла сварного шва Св-ЮХМФТ происходит более интенсивно, чем для основного металла за счет роста предела текучести (см. рисунок 1.16 (кривые 1 и 2).
Таким образом, основной вклад в охрупчивание материалов корпусов ВВЭР-440 вносит совместное воздействие меди и фосфора, что наглядно продемонстрировано на рисунке 1.17. Этот факт, в свою очередь, способствовал применению для изготовления корпусов стали 15Х2МФА-А и соответствующего металла сварного шва, с жесткими ограничениями по примесям (таблица 1.1).
Айр4і,МП&
Рисунок 1.16 - Прирост предела текучести материала корпуса реактора, облученного в реакторе II блока Нововоронежской АЭС при 250°С (а) и
270°С(б):
1 - стали марки 15Х2МФА; 2 - металл сварного шва (Св-ЮХМФТ) [32]