Радиационное охрупчивание

Строгой теории, учитывающей динамику накопления и отжига радиационных дефектов, в настоящее время пока не существует. По-видимому, существенную роль в картине радиационного повреждения металлов играют (п, р)- и п, а)-реакции, однако еще неясна роль этих реакций по отношению к элементарным и комплексным дефектам, вызванным смещениями атомов. Тем-не менее в ряде случаев в сталях даже из-за небольших примесей элементов, на ядрах которых происходят эти реакции, может заметно повыситься вклад тепловых нейтронов в радиационное охрупчивание стали. [c.72]

Недостаточное понимание явления радиационного охрупчивания и возможных его последствий в настояш,ее время компенсируется эксплуатацией реакторов в далеко не оптимальном режиме, принятием мер по снижению нейтронного потока на стенки корпуса (что приводит к нерациональному использованию объема активной зоны), а также реализацией дорогой системы инспекции состояния материала корпуса. И хотя в последнее время разработаны новые более устойчивые к охрупчиванию сорта стали, проблема остается нерешенной и в связи с эксплуатацией построенных ранее реакторов, [c.8]

Проявляться такие явления, как ускоренная радиационная ползучесть, высокотемпературное радиационное охрупчивание и др. [c.13]

ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЕ РАДИАЦИОННОЕ ОХРУПЧИВАНИЕ [c.95]

Высокотемпературное радиационное охрупчивание (ВТРО) является одним из факторов, ограничивающих работоспособность материалов активной зоны ядерных реакторов и проектируемых термоядерных установок. [c.95]

ВТРО было открыто сравнительно недавно — в 1963 г. — одновременно советскими и зарубежными исследователями [981. Это явление заключается в значительном и необратимом снижении пластичности облученного материала при его испытании при температурах выше 0,5 Тал,- ВТРО наблюдали на аустенитных сталях [1 — 8, 13—24, 27—43, 55—721, никеле и его сплавах [6, 9, 13, 18, 21, 23, 25, 26, 33, 361, алюминии [32], ванадии [101, меди и ее сплавах [521, ферритных сталях [21, 39, 441 и др. Высокотемпературное радиационное охрупчивание проявляется только на поликри-сталлических материалах на монокристаллах это явление не наблюдается [25], что свидетельствует о связи ВТРО с процессами, происходящими на границе зерен. Действительно, материалы, на которых наблюдается ВТРО, разрушаются преимущественно по границам зерен. Высокотемпературное радиационное охрупчивание в отличие от обычного низкотемпературного радиационного охрупчивания не может быть устранено длительным отжигом при высоких температурах. [c.95]

В табл. 8 приведено изменение пластичности оболочечных сталей, облученных в различных реакторах. Как видно из приведенных данных, при дозах облучения свыше 10 н/см аустенитные нержавеющие стали имеют практически хрупкое разрушение, что существенно снижает надежность изделий в эксплуатации. Поэтому в нашей стране и за рубежом проводится широкий комплекс исследований, посвященных изучению этого явления. Анализ литературных данных позволяет выделить в основном две точки зрения на механизм ВТРО конструкционных материалов 1) причиной ВТРО является гелий, образующийся при облучении в результате ядерных реакций [4, 6, 15, 26, 90, 911 2) отрицание существенной роли гелия в высокотемпературном радиационном охрупчивании 13]. [c.95]

Большинство гипотез о механизме высокотемпературного радиационного охрупчивания основывается на результатах, полу- [c.95]

Глава 4. Высокотемпературное радиационное охрупчивание [c.97]

Дефекты, вызванные облучением, оказывают существенное влияние на механизм деформации и разрушения материалов. На рис. 38 [87] представлены кривые напряжение — деформация для материала, облученного и испытанного при низких и высоких температурах. Видно, что в образцах, облученных и испытанных при низких температурах Т < Гпл), наблюдается повышение текучести, предела прочности и снижение удлинения. Высокотемпературный отжиг снимает низкотемпературное радиационное охрупчивание. Облучение и испытание образцов при температурах, когда развивается ВТРО (Т > 0,57 пл), практически не изменяют предел текучести (по сравнению с необлученными) и снижают удлинение (при умеренных дозах облучения). [c.98]

Анализ экспериментальных данных не позволяет выявить существенное влияние температуры облучения на высокотемпературное радиационное охрупчивание. [c.98]

Эффект высокотемпературного радиационного охрупчивания проявляется после облучения материала до так называемой пороговой дозы. Пороговая доза зависит от химического состава материала, типа кристаллической решетки, размера зерна, меха- [c.101]

Гелий оказывает существенное влияние не только на высокотемпературное радиационное охрупчивание, но и на распухание металлов. Разработаны установки, позволяющие измерять [c.102]

Изменение относительного удлинения сталей, облученных при 50° С до дозы 5 10 н/см (тепловые нейтроны), показано на рис. 46 [55]. Приведенные данные позволяют утверждать, что а — 7-переход оказывает существенное влияние на высокотемпературное радиационное охрупчивание. Для хромистых сталей ВТРО наблюдается только в у-фазе. У молибденовой стали влияние превращения на ВТРО не обнаружено. [c.107]

Однако размер зерна не всегда определяет склонность материала к ВТРО. В работе [96] исследовалось влияние температуры рекристаллизации на высокотемпературное охрупчивание стали 316, облученной в реакторе до дозы 1,7 10 н/см (2,3 10 тепл, н/см ). Пластичность образцов, рекристаллизованных при 950° С в течение 10—60 мин, оказалась выше, чем у рекристаллизованных при 1100° С в течение 2 мин, хотя размеры зерен незначительно различались (соответственно 24—35 и 48 мкм). В образцах, рекристаллизованных при 950° С, на границах зерен обнаружены выделения карбидов, тогда как после растворяющего отжига при 1100 С они не выявлены. Предполагается что мелкодисперсные выделения карбидов на границах зерен снижают высокотемпературное радиационное охрупчивание, затрудняя зернограничное растрескивание [43, 96]. [c.109]

В предыдуш,их разделах показано, что ВТРО сложным образом зависит от многих факторов. Тем не менее, анализируя накопленные экспериментальные данные, можно оценить влияние различных параметров на ВТРО конструкционных материалов и проанализировать гипотезы о механизме высокотемпературного радиационного охрупчивания. [c.110]

Определенный вклад в высокотемпературное радиационное охрупчивание сталей вносят также процессы упрочнения тела зерна за счет выделений из неравновесного а-твердого раствора избыточных фаз и др. [c.112]

Таким образом, высокотемпературное радиационное охрупчивание — сложное явление. Однако при создании перспективных реакторов на быстрых нейтронах и термоядерных реакторов необходимо разрабатывать новые материалы с минимальной склонностью к ВТРО. Без решения этой проблемы невозможно создать экономически выгодные в эксплуатации атомные и термоядерные реакторы. [c.112]

Сварные соединения в большей степени подвержены радиационному охрупчиванию, если содержат больше, чем в основном металле, примесей, попадающих из присадочных материалов и флюсов. Сварные соединения, выполненные электронно-лучевой сваркой, обладают повышенной радиационной стойкостью (табл, 8,48 и 8.49). [c.302]

Срок эксплуатации энергоблока с реактором ВВЭР прежде всего определяется ресурсом корпуса реактора. Исчерпание этого ресурса происходит из-за радиационного охрупчивания металла корпуса и его сварных швов под действием излучения. Пластические свойства металла корпуса восстанавливают его высокотемпературным отжигом. [c.221]

Быстрые нейтроны вызывают радиационное охрупчивание корпуса и конструкций реактора и защиты в неводородсодержащих защитах они определяют характер пространственного распределения медленных нейтронов. [c.77]

НТРО н ВТРО — низко- я высокотемпературное радиационное охрупчивание. [c.12]

В настоящее время распространены главным образом две точки зрения на механизм ВТРО. Первоначальный механизм ВТРО был предложен Барнсом [6], который предположил, что образующийся в материале в результате (/г, а)-реакций гелий при повышенных температурах мигрирует к границам зерен и, выделяясь на них в виде пузырьков, разупрочняет их и тем самым способствует падению пластичности материала. Существует другая, выдвинутая учеными НИИАР , точка зрения 17], согласно которой в основе высокотемпературного радиационного охрупчивания лежат те же процессы, ответственные за охрупчивание без облучения, но облучение ускоряет этот процесс. [c.15]

Изменение пластичности никеля и стали ОХ16Н15МЗБ, облученных электронами с энергией выше и ниже порога ядерных реакций, протонами и а-частицамн, приведено на рис. 35 и 36 [26]. Видно, что высокомолекулярное радиационное охрупчивание [c.96]

Суш,ественную роль гелия в явлении высокотемпературного радиационного охрупчивания также нельзя отрицать — об этом свидетельствуют эксперименты по охрупчиванию материалов, насыщенных гелием путем имплантации а-частиц на циклотроне [4, 8, 14, 26] или по методу тритиевого трюка [99]. [c.111]

Одна из первых гипотез о механизме высокотемпературного радиационного охрупчивания принадлежит Барнсу [15]. Главная роль в ВТРО, по Барнсу, отводится гелию, образующемуся при облучении за счет (п, а-)-реакций. Гелий практически не растворим в металлах, и, как показывают эксперименты [35], плотность гелиевых пузырьков на границах зерен значительно выше, чем внутри зерна. Согласно проведенным оценкам [35], большая часть атомов гелия находится в пузырьках. [c.111]

Ватинов С. Н. К механизму высокотемпературного радиационного охрупчивания.— Вопр. атом, науки и техники. Сер. Радиац. материаловедение, Ди-митровград, 1975, вып. 3, с. 3. [c.221]

В этих условиях длительная прочность материала стенки бланкета при 1000° С и ресурсе не ме-нее 10 000 ч должна быть также не менее 4—5 кгс/мм . Кроме того, к материалу стенки предъявляются и другие жесткие требования максимальный предел прочности при 1000° С материала стенки должен быть не менее 40—50 кгс/мм стенка должна иметь близкую к меди высокую теплопроводность (не менее 100—300 Вт/(м град)) минимальный коэффициент термического расширения (менее 4—5-10 1/град) высокий модуль упругости минимальный коэффициент Пуассона (менее 0,3) минимальную упругость пара в рабочих условиях (менее 10 мм рт. ст.) высокую совместимость с теплоносителем и достаточно высокие технологичность и свариваемость. К этим разнообразным требованиям присоединяются еще и ядерно-физические материал стенкн бланкета должен иметь минимальные сечения ядерных реакций, не должен подвергаться радиационному охрупчиванию и распуханию, должен оказывать максимальное сопротивление ионному распылению и эрозии вследствие блистерообразова-ния. [c.14]

Причиной радиационного упрочнения и охрупчивания является ограничение подвижности дислокаций радиационными дефектами или снижение сопротивления отрыву из-за стимулированного радиацией перераспределения и обогащения примесями внутренних микроповерхностей (границ зерен, субзерен, комплексных радиационных дефектов). Радиационное охрупчивание по" второму механизму имеет место в железе и сталях перлитного класса, загрязненных фосфором, сурьмой, оловом, мышьяком. Никель и марганец способствуют, а молибден препятствует сегрегации этих примесей и, следовательно, радиационному охрупчиванию,, Медь, марганец и никель усиливают упрочнение и охрупчивание указанных материалов за счет увеличения плотности комплексных радиационных дефектов. За меру радиационного охрупчивания корпусных сталей перлитного класса обычно принимают прирост критической температуры хрупкости (табл. 8.46). [c.301]

В сталях аустенитного класса и никелевых жаропрочных сплавов наряду с обычным радиационным упрочнением н охрупчиванием наблюдается еще так называемое высокотемпературное радиационное охрупчивание. Оно проявляется в снижении длительной пластичности и прочности и уменьшении относительного удлинения нри испытании на растяжение при температурах выше 600°С. Высокотемпературное охрупчивание зависит от флюеиса не только быстрых, но и тепловых нейтронов (табл, 8,50), [c.302]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...