Закономерности и структурно-физические механизмы низкотемпературного радиационного охрупчивания коррозионно-стойких конструкционных материалов

• Автор: Петкова Ани Петрова
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 396 с. : ил.

Глава I. Материалы и методика исследования

1.1. Материалы исследования

1.2. Исследование механических характеристик необлученных материалов

1.3. Исследование механических характеристик облученных материалов

1.4. Металлографические и электронно-микроскопические исследования

1.5. Фазовый физико-химический и рентгеноструктурный анализы

1.6. Определение физических свойств

1.7. Методика исследования склонности сталей и сплавов к межкристал-литной коррозии
Глава II. Влияние структурных превращений под действием облучения на основные критерии работоспособности конструкционных материалов АЭУ

2.1. Принципиальные схемы и типы атомных энергетических установок

2.2. Радиационные дефекты в металлах и их эволюция при облучении

2.3. Структурные изменения в материалах при облучении и их влияние на основные критерии работоспособности
2.3.1. Влияние облучения на диффузионные процессы и структурные превращения в облученных материалах
2.3.2. Критерии работоспособности конструкционных материалов ядерных
ф и термоядерных энергетических установок
2.4. Методы усиления процессов рекомбинации радиационных дефектов в распадающихся твердых растворах
2.4.1. Механизмы и методы ослабления’радиационной повреждаемости и распухания конструкционных материалов
2.4.2. Микроскопическая модель и физические аспекты усиления процессов рекомбинации радиационных дефектов в распадающихся твердых растворах
2.4.3. Особенности структурных превращений в тверд орастворно-упрочняемых аустенитных сталях и сплавах
2.4.4. Структурные факторы, влияющие на принудительную рекомбинацию разноименных радиационных дефектов на примере аустенитных сталей и
сплавов
2.5. Влияние структурных превращений на критерии работоспособности конструкционных материалов активной зоны реакторов на тепловых нейтронах

2.5.1. Сопротивляемость аустенитных хромоникелевых сталей и сплавов радиационному распуханию
^ 2.5.2. Радиационная ползучесть аустенитных сталей и сплавов
2.5.3. Стойкость против межкристаллитной коррозии аустенитных Сг-№ сталей и сплавов с различным содержанием никеля
2.5.4. Коррозионное растрескивание аустенитных хромоникелевых сталей и сплавов с различным содержанием никеля
2.6. Влияние микролегирования редкоземельными элементами на механические характеристики и работоспособность аустенитных сталей и сплавов
2.7. Перспективные конструкционные материалы активной зоны атомных энергетических водо-водяных реакторов
2.8. Структурные превращения в сталях и сплавах с ОЦК- и ГПУ-решетками и их влияние на радиационную стойкость
2.9. Критерии работоспособности материалов с ОЦК- и ГПУ-решетками в составе ядерных энергетических установок
2.9.1. Влияние структурных превращений на ранних стадиях распада на радиационное распухание материалов с ОЦК- и ГПУ-решетками
2.9.2. Коррозионное растрескивание коррозионно-стойких мартенситно-стареющих сталей в связи с особенностями структурных превращений
2.10. Перспективные конструкционные материалы корпусов водо-водяных реакторов типа ВВЭР
# Выводы к главе II
Глава III. Исследование общих закономерностей и механизмов низкотемпературного радиационного упрочнения и охрупчивания сталей и сплавов
3.1. Параметры, характеризующие радиационное упрочнение и охрупчивание
3.2. Особенности пластической деформации облученных материалов в низкотемпературной области
3.3. Эволюция дислокационной структуры сталей и сплавов в процессе облучения
3.4. Низкотемпературное радиационное охрупчивание облученных сталей и сплавов
3.4.1. Сущность явления низкотемпературного радиационного охрупчивания
3.4.2. Проявление пластической нестабильности и эффекта дислокационного каналирования в облученных материалах в области НТРО

3.5. Проявление низкотемпературного радиационного охрупчивания конструкционных материалов
^ 3.5.1. Аустенитные стали и сплавы
3.5.2. Никель и его сплавы
3.5.3. Ферритно-мартенситные и ферритные хромистые стали
3.5.4. Титан и титан-циркониевые сплавы
3.6. Основные признаки и механизм НТРО облученных конструкционных материалов
3.6.1. Основные признаки НТРО конструкционных материалов
3.6.2. Механизм и структурно-физические аспекты НТРО
3.6.3. Влияние структурных факторов на склонность к низкотемпературному радиационному охрупчиванию
3.7. Влияние условий облучения, испытания, а также структурных факторов на величину эффекта НТРО
3.7.1. Влияние типа кристаллической решетки
3.7.2. Влияние температуры испытания на упрочнение и охрупчивание материалов с ОЦК- и ГЦК-решеткой
3.7.3. Влияние температуры испытания на радиационное охрупчивание ау-стенитных сталей и сплавов
3.7.4. Влияние температуры облучения на радиационное охрупчивание аустенитных сталей и сплавов
ф 3.7.5. Влияние дозы облучения
3.7.6. Влияние скорости деформирования на радиационное охрупчивание аустенитных сталей и сплавов
3.7.7. Влияние содержания никеля на склонность аустенитных сталей и сплавов к НТРО
3.7.8. Влияние микролегирования на склонность к НТРО никеля и аустенитных сталей и сплавов
3.7.9. Влияние чистоты металла по вредным примесям и неметаллическим включениям
3.7.10. Влияние величины зерна аустенитных сталей и сплавов на склонность к НТРО
3.8. Концепция низкотемпературного радиационного охрупчивания сталей
и сплавов
3.8.1. Зависимость предела текучести облученных кристаллических материалов от дозы облучения
3.8.2. Зависимость изменения кратковременных прочностных характери-

Снижение сопротивляемости коррозионному разрушению Ускорение общей и язвенной коррозии в контакте с хлорсодержащими средами. Резкое снижение сопротивляемости коррозионному растрескиванию аустенитных хромоникелевых сталей и сплавов. Деструкция защитной пленки - ускорение возникновения начальных очагов коррозии. Повышение склонности к водородному охрупчиванию углеродистых низколегированных и ферритных сталей и других материалов.
Термическая усталость и термические удары Снижение сопротивляемости термической усталости вследствие снижения деформационной способности. Ускорение роста трещин, обусловленное циклическими напряжениями, а также притоком гелия, образующегося при ядерных реакциях и распаде трития, диффундирующего из плазмы.
Физическое и химическое распыление Утонение несущих конструкций. Избирательность распыления, обеднение поверхностных слоев определенными элементами, перераспределение концентрации легирующих элементов в поверхностных слоях, изменение комплекса механических, физических и других свойств (появление 5-феррита или мартенсита в аустенитных сталях и др.). Ускорение эрозии в результате образования более летучих химических соединений (например, гидридов или оксидов) при взаимодействии атомарных ионов химически активных газов (Н+, 0+, 1Г и др.) с контактирующей поверхностью.
Блистеринг. Фле-кинг Имплантация изотопов водорода и инертных газов в поверхностные слои конструкций, обращенные к плазме, локальная пластическая деформация, образование вздутий, наполненных нерастворимыми в металле газами, их разрушение-утонение несущих конструкций разрядной камеры. Ускорение блистерообразования и шелушения поверхности, обусловленное напряжениями от термоциклирования и неравномерного распухания конструкционного материала. Возможное ускорение шелушения в результате образования хрупких вторичных карбидных и интерметаллидных фаз.