Влияние параметров закалки на структуру и свойства радиационно-стойкой аустенитной стали для внутрикорпусной выгородки ВВЭР

И.В. Теплухина, А.С. Цветков ORCID logo , А.В. Косульникова показать трудоустройства и электронную почту
Получена 17 декабря 2019; Принята 28 февраля 2020;
Цитирование: И.В. Теплухина, А.С. Цветков, А.В. Косульникова. Влияние параметров закалки на структуру и свойства радиационно-стойкой аустенитной стали для внутрикорпусной выгородки ВВЭР. Письма о материалах. 2020. Т.10. №2. С.179-184
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2020-2-179-184

Аннотация

Сравнительная оценка влияния температурно-временных параметров нагрева под закалку на склонность к росту зерна новой аустенитной стали для колец внутрикорпусной выгородки перспективных ВВЭР.Выгородка является одним из основных элементов внутрикорпусных устройств водо-водяного энергетического реактора и служит для защиты корпуса реактора от нейтронного облучения. Материал выгородки ВВЭР испытывает наибольшие радиационные нагрузки и имеет максимальную температуру вследствие γ-разогрева в результате облучения. Нейтронное облучение приводит к радиационному распуханию, снижению пластичности и трещиностойкости материала. Для изготовления колец внутрикорпусной выгородки используется сталь марки 08Х18Н10Т. В ВВЭР-1000 эта сталь гарантированно обеспечивает работоспособность данного элемента и его конструктивную целостность в течение всего срока службы, однако ВВЭР нового поколения имеют бóльшую повреждающую дозу нейтронов, приходящуюся на материал выгородки. Обеспечение работоспособности в таких условиях возможно только при использовании новой композиции аустенитной стали с повышенной стойкостью против радиационного распухания и охрупчивания. Дополнительным требованием к материалу выгородки является ограничение размера зерна — не крупнее G3 по ГОСТ 5639. Измельчение размера зерна для стали, имеющей аустенитную структуру, возможно только на этапе горячей пластической деформации заготовки (ковки). Завершающей технологической операцией, при которой происходит окончательное формирование структуры и свойств металла, является термическая обработка, в качестве которой для заготовок колец выгородки применяется нагрев до высокой температуры с последующим охлаждением в воде (закалка без полиморфного превращения). Температура и продолжительность нагрева под закалку должны обеспечивать получение однородного аустенита при отсутствии роста аустенитного зерна, сформированного ковкой. В данной статье представлена сравнительная оценка влияния температурно-временных параметров нагрева под закалку на комплекс механических свойств и склонность к росту зерна новой аустенитной стали и стали марки 08Х18Н10Т. Определены оптимальные параметры нагрева под закалку (температура нагрева и время выдержки) заготовок выгородки из новой стали.

Ссылки (15)

1. G. P. Karzov, B. Z. Margolin. Rosenergoatom. 2, 8 (2015). (in Russian) [Г. П. Карзов, Б. З. Марголин. Росэнергоатом. 2, 8 (2015).].
2. V. А. Piminov, V. V. Evdokimenko. Rosenergoatom. 2, 16 (2015). (in Russian) [В. А. Пиминов, В. В. Евдокименко. Росэнергоатом. 2, 16 (2015).].
3. B. Z. Margolin, A. A. Sorokin. Strength of materials. 45, 125 (2013). Crossref
4. A. A. Sorokin, B. Z. Margolin, I. P. Kursevich, A. I. Minkin, V. S. Neustroev. Journal of Nuclear Materials. 444, 373 (2014). Crossref
5. B. Z. Margolin, I. P. Kursevich, А. А. Sorokin, A. N. Lapin, V. I. Kohonov, V. S. Neustroev. Strength of materials. 6, 5 (2009). (in Russian) [Б. З. Марголин, И. П. Курсевич, А. А. Сорокин, А. Н. Лапин, В. И. Кохонов, В. С. Неустроев. Проблемы прочности. 6, 5 (2009).].
6. B. Z. Margolin, I. P. Kursevich, А. А. Sorokin, N. K. Vasina, V. S. Neustroev. Strength of materials. 2, 25 (2010). (in Russian) [Б. З. Марголин, И. П. Курсевич, А. А. Сорокин, Н. К. Васина, В. С. Неустроев. Проблемы прочности. 2, 25 (2010).].
7. V. S. Neustroev, F. A. Garner. Journal of nuclear materials. 386 - 388, 157 (2009). Crossref
8. I. P. Kursevich, G. P. Kаrzov, B. Z. Margolin, А. А. Sorokin, I. V. Teplukhina. Problems of material science. 3 (71), 140 (2012). (in Russian) [И. П. Курсевич, Г. П. Карзов, Б. З. Марголин, А. А. Сорокин, И. В. Теплухина. Вопросы материаловедения. 3 (71), 140 (2012).].
9. A. S. Tsvetkov, I. V. Teplukhina. Key engineering materials. 822, 53 (2019). Crossref
10. А. S. Tsvetkov, I. V. Teplukhina. Week of science SPbPU. Collection of the best reports. (2018) p. 94. (in Russian) [А. С. Цветков, И. В. Теплухина. Неделя науки СПбПУ. Лучшие доклады. (2018) с. 94.].
11. P. R. Okamoto, H. Wiedersich. Journal of nuclear materials. 53, 336 (1974). Crossref
12. D. L. Porter, E. L. Wood. Journal of nuclear materials. 83, 90 (1979). Crossref
13. Yu. M. Lahtin. Metallovedenie i termicheskaja obrabotka metallov. Moscow, Metallurgiya (1983) 359 p. (in Russian) [Ю. М. Лахтин. Металловедение и термическая обработка металлов. Москва, Металлургия (1983) 359 с.].
14. V. I. Bogdanov, I. V. Teplukhina, A. S. Tsvetkov, T. I. Titova, N. A. Shul’gan, L. A. Milyakova. Letters on materials. 9 (3), 304 (2019). (in Russian) [В. И. Богданов, И. В. Теплухина, А. С. Цветков, Т. И. Титова, Н. А. Шульган, Л. А. Милякова. Письма о материалах. 9 (3), 304 (2019).]. Crossref
15. I. V. Teplukhina, V. M. Golod, А. S. Tsvetkov. Week of science SPbPU. Collection of the best reports. (2016) p. 58. (in Russian) [И. В. Теплухина, В. М. Голод, А. С. Цветков. Неделя науки СПбПУ. Лучшие доклады. (2016) с. 58.].

Другие статьи на эту тему