Металловедческие аспекты совершенствования технологии изготовления и качества циркониевых изделий ТВС реакторов ВВЭР

• Автор: Юдина, Елена Васильевна
• Шифр специальности: 05.16.01, 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 235 с. : ил.

1.1. Основные требования к материалу оболочечных труб и других деталей рабочей зоны ядерных ректоров.

1.2. Принципы создания сплавов на основе циркония

1.3.0 фазовых превращениях в циркониевых сплавах.

1.4. Структура и механические свойства закаленных сплавов

1.5. Изменение микроструктуры сплавов Ъх при отжиге

1.6. Структура и состав интсрметаллидных фаз в сплавах циркония

1.7. Окисление циркония

1.8. Сопротивление разрушению циркониевых сплавов

1.9. Пластичность циркониевых сплавов и локализация деформации в них.

1 Роль состояния поверхности.

1 Выводы из обзора и постановка задачи исследований

Глава 2. Методики исследования циркониевых сплавов, использованные в диссертационной работе.
2.1. Исследование морфологии поверхности циркониевых оболочек
2.2. Исследование микроструктуры поверхностных слоев циркониевых оболочек
2.3. Методики исследования сварных соединений
2.4. Исследования уровня внутренних напряжений в зоне сварных соединений циркониевых дистанционирующих решеток ЦДР
Глава 3. Исследование влияния состояния поверхности на формирование и структуру окисной пленки циркониевых оболочек в процессе коррозионных испытаний
3.1. Материалы исследования
3.2. Исследование структуры окисных пленок на поверхности циркониевых твэльных оболочек.
3.2.1. Структура поверхностного слоя циркониевых оболочек в состоянии поставки
3.2.2. Структура поверхностного слоя циркониевых оболочек после анодирования.
3.2.3. Структура поверхностного слоя циркониевых оболочек после
анодирования с травлением
3.2.4. Влияние состояния поверхности на высокотемпературное окисление в паре циркониевых оболочек.
3.3. Структура окисной пленки циркониевых оболочек из сплавов Э0 и Э5 после коррозионных испытаний в среде ПОН.
3.4. Заключение к Главе 3
Глава 4. Свойства, структура и напряженно деформированное состояние сварных соединений циркониевых дистанционирующих решеток ЦДР ,
4.1 Материалы исследований.
4.2. Исследование структуры и состава и свойств сварных соединений ЦЦР
4.2.1. Исследование структуры и свойств сварного соединения ячейкаячейка
4.2.2. Структура сварного соединения ячейкаканал
4.2.3. Исследование распределения легирующих элементов в сварных соединениях ячейкаканал
4.2.4. Распределение микротвердости в объеме сварных соединений.
4.3. Исследования уровня внутренних напряжений в зоне сварных соединений ЦДР
4.4. Влияние условий отжига и последующего охлаждения на коррозионное поведение ЦЦР и сварных соединений
4.4.1. Структура поверхностного слоя ячеек после отжига и автоклавирования.
4.4.2. Влияние режимов отжига на структуру сварных соединений
4.8. Заключение к Главе 4.
Глава 5. Влияние технологических операций травления и анодирования на коррозионную стойкость и эксплутационные характеристики твэлов
5.1. Данные о коррозионной стойкости оболочек, полученные на основе анализа результатов автоклавирования твэлов
5.2. Влияние различных факторов на качество поверхности циркониевых труб обоснование отмены химического травления твэлов.
5.3. Совершенствование технологического процесса, направленное на повышение качества поверхности твэлов
5.4. Реакторные испытания опытных сборок с твэлами без финишного травления
5.5. Послереакторные исследования ТВС ВВЭР Е с твэлами без финишного травления, отработавшей до выгорания ,4 МВтсуткги на 3м блоке Балаковской АЭС
5.6. Изготовление и опытная эксплуатация кассет ТВС с твэлами без финишного травления в активной зоне 1,2 блока Калининской АЭС
5.7. Исследование влияния наличия анодной пленки на коррозионную стойкость и работоспособность твэлов.
5.7.1. Влияние сроков хранения на коррозионную стойкость не анодированных циркониевых оболочек.
5.7.2. Работоспособность узла твэлячейка без анодной пленки на оболочке.
5.7.3. Результаты сравнительных испытаний по определению влияния наличия отсутствия анодной пленки на твэле на усилие протягивания
5.7.4. Исследования оболочек имитаторов твэлов после горячей обкатки на 1м блоке Ростовской АЭС
5.8. Обсуждение результатов.
5.9. Заключение к Главе 5.
Заключение и выводы по работе.
Список использованных источников


Превращение 3а идет по мартенситному механизму с выполнением ориентационного соотношения Бюргерса 3 а и 1 а по атермической кинетике 3, . М зависит от содержания ниобия в сплаве и скорости охлаждения. С увеличением содержания ниобия в сплаве и с повышением скорости охлаждения температура М снижается, так при увеличении содержания ниобия с 3 до 5 температура М снижается с 0С до 0С, а при увеличении скорости охлаждения с 0 до градс она снижается с 0С до 0С для сплава с 3МЬ и с 0С до 0С для сплава с 3 . В сплавах системы 2гЬ в процессе закалки из 3области или при старении после закалки возможно образование фазы с гексагональной решеткой 3, . ЫЬ при закалке из аР или робласти при охлаждении со скоростью менее градс . При этом выделение фазы связывают с происходящим в диффузионным перераспределением ниобия и образованием областей с повышенным содержанием ниобия более 5, в которых в дальнейшем протекает без диффузионное р превращение 3, , . Образование фазы сопровождается появлением большого числа микротрещин, что связано с большой разницей удельных объемов р и фаз. Одновременно значительно повышается твердость и прочность сплава, и понижается его пластичность 3. Образование фазы также возможно в цирконии и его сплавах под давлением, при этом происходит последовательное ар превращение . Механизм и кристаллографические особенности а превращения рассмотрены в работах . Диаграмма состояния 2г8п является диаграммой перитектоидного типа рис. В этой системе существуют три промежуточные фазы. Фаза 2гп образуется по перитектоидной реакции Р2г2гпз2гп при температуре С и ат. Фаза 2гпз плавится с открытым максимумом при С, а фаза 2гБп2 образуется по перитектической реакции Ж2гпз2г8п2 при температуре С и ат. Р2Н2гпа2г протекает при атомном содержании олова 7 и температуре 0С 1,6. Наибольший интерес с практической точки зрения представляют данные о сплавах с малым содержанием олова, так как установлено, что наилучшими механическими и коррозионными свойствами обладают сплавы, содержащие до 5 масс. Диаграмма состояния x имеет две важные особенности при содержании 2,5 8п происходит повышение температуры превращения аЪгЪх на 0С. Второй особенностью является наличие области твердых растворов олова в ацирконии. Граница растворимости не определена с достаточной степенью точности. Известно, что растворимость олова при 0С составляет 23 масс. По данным растворимость олова при 0С составляет 1,2 масс. С около 0,5 масс. С менее 0,1 масс. Растворимость 8п в Р2гфазе гораздо выше, при С она достигает мас. Распад 2г фазы в бинарных сплавах 2г8п происходит достаточно быстро, при этом образуется а2гфаза с игольчатой структурой. Растворенное в фазе олово остается в решетке аг фазы, что приводит к ее пересыщению и искажению, характерному для афазы в Ъх8п сплавах 1, . Прямых указаний на существование интерметаллического соединения 1хп в сплавах 2г8п в литературе нет. В отличие от 1х8п сплавов в малолегированных бинарных сплавах x нельзя получить упрочнение за счет мартенситного или озпревращения. Основное изменение механических свойств связано с изменением содержания олова в твердом растворе 1. Диаграмма состояния 2гРе рис. Растворимость железа в ацирконии при 0С составляет 0, ат. Ре, при эвтектоидной 3, ат. Ре . Рис. В системе при температуре до С и при содержании до 3,0 масс. Ре существуют трехфазные равновесия, представленные в табл. Область гомогенности фазы з простирается от до ат. Бе , а область гомогенности фазы 2г2Ре от до ,3 ат. В Таблице 1. На рис. ЫЬ8п при 0С а и при 0С б. В этой системе при тех же температурах имеются три трехфазные области рМгпаг, рЫЬз8пНгп, НЬз8пггпггп, разделенные соответствующими двухфазными областями осг рЫЬ, г4, ЫЬз8п4гп . В тройной системе по данным работ существует тройное химическое соединение офаза, содержащее ,1 ат. Ре, остальное . На рис. По данным работы наиболее богатый цирконием из всех, рассматриваемых в этой работе сплав ггЗат. Ре, после обработки при 0С состоит из фаз агРгго а после обработки чуть ниже С из агКЯгп.