ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Прочностные и. упругие свойства из "Действие облучения на графит ядерных реакторов " Влияние степени совершенства углеродных материалов на эффект радиационного упрочнения рассмотрено в работе [40] на термообработанных в интервале 1300—3000° С образцах полуфабрикатов ГМЗ и КПГ (табл. 3.6). Из таблицы видно. [c.125] ЧТО ПО Крайней мере в пределах неоднородности прочности графита относительное изменение прочности при облучении практически не зависит от степени совершенства материала. Таким образом, определение относительного значения радиационного упрочнения различных марок конструкционного графита может быть использовано для построения общих закономерностей изменения предела прочности при сжатии, справедливых по крайней мере для графитированных материалов, полученных по сходной технологии. [c.125] На облученных в широком интервале температуры и флю-енса образцах графита марки ГМЗ и его вариантов были получены в работах [10, 40] зависимости изменения предела прочности при сжатии от флюенса. Относительное изменение прочности быстро возрастает с увеличением флюенса до (2- 5) X Х 102° нейтр./см , после чего наступает стабилизация процесса упрочнения (рис. 3.23). [c.125] Уравнение (3.11) дает возможность вычислить изменение предела прочности при сжатии для заданных условий облучения. Указанная выще независимость относительного роста прочности материалов от степени их совершенства для полученных по электродной технологии графитированных материалов позволила рассчитывать предел радиационной прочности графитов. Результаты такого расчета для марок ГМЗ и ВПГ в интервале температуры 100—725° С для флюенса 10 и 10 2 нейтр./см приведены в табл. 3.7. [c.126] Примечание. Исходная величина предела прочности при сжатии для графита маркш ГМЗ 340 кгс/см2, а для ВПГ 5 (0 кгс/см2, при комнатной температуре. [c.127] Облученные образцы вместе с необлученными контрольными образцами иепытывали на растяжение на машине МР-0,5 со специальными захватами с тензометрическими датчиками, позволяющими регистрировать усилие и деформацию образцов на двухкоординатном потенциометре типа ПДС. Для исключения влияния неоднородности материала определение предела прочности при изгибе и динамический модуль упругости измеряли на образцах, которые высверливали полой фрезой из половинок галтельного образца, оставшегося после испытания на растяжение. Предварительно была установлена допустимость такого рода испытаний на образцах, изготовленных из ранее разрушенного материала. При этом предел прочности при изгибе измеряли на настольной испытательной машине с максимальным усилием 30 кгс. Усилие прилагалось по центру образца длиной 40 мм и диаметром 6 мм, расстояние между юпорами составляло 30 мм. Динамический модуль упругости измеряли ультразвуковым методом. Из оставшихся после определения предела прочности при изгибе половинок образца нарезали образцы высотой 10 мм, на которых определяли предел прочности при сжатии. [c.128] Насыщение изменения прочностных свойств быстрее (по флюенсу) достигается для предела прочности при растяжении м изгибе. Поэтому сопоставление прочностных свойств следует производить лишь после того, как наступит стабилизация их градиационного изменения. Повышение температуры облучения смещает насыщение изменения свойств в сторону больших значений флюенса. Параметры радиационного упрочнения прочностных свойств исследованных материалов, соответствующие уровню насыщения, приведены в табл. 3.8. [c.129] Примечание. Приведены значения для образцов, вырезанных параллельно (в числителе) и перпендикулярно (в знаменателе) относительно оси заготовки. [c.129] Из таблицы видно уменьшение эффекта радиационного упрочнения с ростом температуры облучения. Различие прироста как отдельных свойств по материалу, так и для различных исследованных материалов незначительно. Отношение соответствующих уровню насыщения прочностных свойств после облучения сохранилось практически таким же, что и до облучения (табл. 3.9). [c.129] Экспоненциальное снижение с температурой параметра А обусловило сдвиг в сторону больших флюенсов начало радиационного упрочнения графита. Полученные в работе [21] для четырех температурных интервалов экспериментальные значения относительного изменения пределов прочности позволили вычислить энергию активации процесса q. Она оказалась равной 2800 кал/моль для испытаний на растяжение, изгиб и сжатие (рис. 3.26) и совпала с энергией активации, полученной в работе [10]. [c.130] Известно, что различного рода концентраторы напряжений создают неоднородность поля напряжений. В искусственном графите наряду с конструктивными концентраторами напряжений (резкие изменения сечения деталей, пазы, отверстия и т. д.) всегда имеются технологические — риски, макропоры,, раковины, трещины. Для графита, являющегося хрупким материалом, концентраторы напряжений опасны тем, что увеличивают опасность хрупкого разрушения. В этой связи в работе [126] проведена оценка влияния концентраторов напряжения на прочность графита при облучении. Для этого использованы призматические образцы размером 5x5x40 мм из равноплотного мелкозернистого графита марки МПГ. Влияние концентраторов напряжений оценивали при испытании на изгиб. [c.131] Из полученных в работе данных видно (табл. 3.10), что стабилизация изменения предела прочности при изгибе без концентратора наступала после облучения флюенсом Зх X 10 нейтр./см . Наличие концентратора замедляло достижение состояния насыщения. Отношение пределов прочности при изгибе без концентраторов и с ними по мере увеличения флю-енса снижается от 3 (необлученные образцы) до 1,85 после облучения флюенсом 3,7-10 ° нейтр./см . Следовательно, влияние различного рода технологических дефектов, трещин, пор, а также конструктивных концентраторов напряжения и т. д. не усугубляется облучением. [c.132] Как уже отмечалось выше, прочность графита вследствие окисления может заметно снизиться [24]. К тому же облучение графита нейтронами при низкой температуре (50—100° С) повышает скорость окисления в несколько раз. От флюенса этот эффект мало зависит, так как быстро наступает стабилизация процесса. Повышение температуры облучения до 350—450° С практически полностью устраняет влияние эффекта облучения на окисление [59, с. 80]. Так как с ростом температуры облучения радиационное упрочнение падает, а скорость окисления растет, то в итоге может произойти разупрочнение графита. [c.132] Приведенные в табл. 3.11 данные показывают, что при облучении с одновременным окислением кислородом эффект радиационного упрочнения быстро снижается. [c.133] Примечание. Скорость окисления графита марки ГМЗ при [ содержании кислорода 0,01% и расходе 1 л/мин составляет 4 10 г/(г-с) (V,) и расходе 5 л/мин 1,4х ХЮ г/(г с) (Уг). [c.133] Разупрочнение тем значительнее, чем выше содержание кислорода. Для графита с более высокой исходной прочностью и стойкостью против окисления (например, уплотненного пропитками) разупрочнение будет менее заметным или не произойдет вовсе за время эксплуатации. [c.133] Модуль упругости. Модуль упругости поликристаллического графита с ростом флюенса быстро увеличивается, затем наступает стабилизация его. Для облученного графита, согласно данным работы [178], статический модуль упругости, определенный из диаграмм напряжение — деформация, и динамический модуль упругости, измеренный по ультразвуковой методике, практически равны. Поэтому для облученного материала измерение модуля сводится к определению резонансной частоты или скорости прохождения ультразвука через измеряемый образец. [c.133] Повышение температуры облучения снижает эффект роста модуля. Изменение модуля упругости, в отличие от изменения предела прочности, в сильной степени зависит от совершенства кристаллической структуры материала чем совершеннее материал, тем эффект выше (рис. 3.27). [c.133] Облучение анизотропного американского реакторного графита при более высокой температуре (от 300 до 1275° С) и флюенсе до 2Х X 10 2 нeйтp./ м также приводит к сложному изменению модуля упругости, измеренного в направлении параллельном оси продавливания. Однако по сравнению с данными работы Симмонса экстремум наблюдается при больших значениях флюенса и температуры облучения. Так, при 775—825° С относительный рост модуля составил 0,5 при флюенсе л 6-102 нейтр./см и в дальнейшем плавно снизился до уровня 0,25 после облучения флюенсом 10 2 нейтр./см (рис. 3.28). [c.134] Вернуться к основной статье