Высокотемпературные облучением

В работе [176] исследована сталь 321 после облучения ионами с энергией 46,5 МэВ при следующих условиях цикл И/В — сначала при температуре 500° С дозой 30 с/а, затем при температуре 500° С до общей дозы 60 с/а при низкотемпературном и высокотемпературном облучении цикл В/Н — сначала при температуре 600° С дозой 30 с/а, затем при температуре 500° С до общей дозы [c.168]

При высокотемпературном облучении большими нейтронными потоками в аустенитных сталях и сплавах на основе Ni, Ti, Mo, Zr, Be зарождаются и растут вакансионные поры, а более подвижные межузельные атомы уходят на дальние стоки (краевые дислокации, границы зерен и др.), что приводит к заметному увеличению объема металла — радиационному распуханию. [c.854]

Рис. 15.12. Изменение механических свойств при 20 С алюминия после высокотемпературного облучения нейтронами

При высокотемпературном облучении очень большими потоками нейтронов в некоторых металлах (аустенитные хромоникелевые стали и сплавы, сплавы на основе Ni, Мо, Ti, Zr, Be) обнаруживается распухание. [c.520]

К числу экстремальных условий, существенным образом интенсифицирующих разупрочнение материалов в эксплуатации, относятся достаточно высокие температуры (до 3000—4000 К), пониженные и весьма низкие температуры (до температуры жидкого гелия — около 4К), интенсивное радиационное облучение, высокотемпературные газы (продукты сгорания), содержащие химически активные примеси, металлические расплавы и морская вода, а также сочетание одновременно действующих различных перечисленных факторов. [c.661]

Исследование высокотемпературных частотных характеристик для защищенных кадмием кристаллов типа R-51/U до и после облучения показало смещение частоты +0,003%, причем при 180° С кристалл не генерировал колебания. Незащищенные кристаллы типа R-51/U показали ту же самую величину частотного сдвига, но нарушения их функций при высокой температуре не обнаружили. У кристаллов типа R-24/U наблюдали обратное поведение. У незащищенных кристаллов этого типа частота увеличивалась и даже выходила за допустимые пределы. У защищенного кадмием кристалла типа R-24/U частота уменьшалась, причем в допустимых пределах. [c.411]

Кассеты в зависимости от температуры облучения изготовляют из различных материалов из алюминиевых сплавов (до 500°С), нержавеющей стали (до 800°С), высокотемпературных сплавов или графита (>800° С). Конструкции различных типов кассет приведены на рис. 2.9. [c.83]

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]

Таким образом, высокотемпературное охрупчивание в материалах наблюдается только тогда, когда в материал имплантирован гелий. Это подтверждается экспериментально ВТРО наблюдается после облучения в реакторе (образование гелия за счет (п, а)-реак-ций), высокотемпературного электронного облучения (образование гелия за счет у, а)-реакций) и облучения а-частицами. [c.98]

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]

Приведенные данные позволяют предполагать, что графиты с высокоупорядоченной структурой будут иметь большую стабильность размеров при высокотемпературном облучении, а мепее упорядоченные структуры должны испытывать сжатие. Это иллюстрирует рис. 4.29, на котором более высокоупорядоченные структуры имеет графит с более высокими температурами графитизации, тогда как материалы, графитизирующиеся при низких температурах, имеют менее упорядоченную структуру. [c.189]

Измерения скорости установившейся ползучести при темпер ратуре выше 900° С показали, что зависимость v в области высокой температуры имеет более пологий ход. Иными словами,.. при высокотемпературном облучении (выше 1000° С) скорость установившейся ползучести слабо зависит от темпераг-туры. [c.153]

Приведенные данные свидетельствуют о высокой анизотропии размерных изменений вследствие использования в производстве большинства марок зарубежного реакторного графита — PGA, SF, АООТ и т. п. — анизотропного нефтяного кокса. При его измельчении после прокаливания получаются анизометричные высокоанизотропные частицы. В процессе формования при продавливании через мундштук такие частицы располагаются избирательно, создавая анизотропию материала. Поэтому наблюдается анизотропия изменения размеров таких графитов особенно при высокотемпературном облучении и флюенсе более 5-10 нейтр./см . Новые требования вызвали необходимость создания изотропных материалов. Их основой является изотропный по структуре гилсонитовый кокс, получаемый из ископаемых нефтяных битумов. [c.164]

Данные табл. 4.7 дают основание полагать, что при высокотемпературном облучении более высокое содержание пека будет способствовать и более высокой радиационной усадке образцов, поскольку закоксовавшееся (а затем и графитированное) свя- [c.164]

Соотношение структурных элементов коксов (сферолнтов, игольчатых частиц и т. д.) заметно влияет на размерную стабильность при высокотемпературном облучении большими флюенсами. Это находит свое объяснение в различии размеров кристаллитов. Радиационные размерные изменения графитов с малыми размерами кристаллитов происходят с большими скоростями, так как наиболее вероятным оказывается захват возникающих дефектов на несовершенствах кристаллической решетки (так называемый гетерогенный процесс образования скоплений). [c.165]

Исследования при высокотемпературном облучении большими флюенсами модельных материалов — пироуглерода и пирографита — выявили влияние плотности на размерные эффекты. У изотропных пироуглеродиых материалов, осажденных как при низкой, так и при высокой (выше 1600°) температуре, при облучении флюенсом 8-10 нейтр./см при 600—1400°С радиационное изменение линейных размеров, как показано Стивенсом и Бокросом [214], снижалось по мере возрастания исходной плотности. Скорость начального сжатия изотропного пиро-углерода (с одинаковой степенью совершенства) резко снижается с увеличением плотности от 1,55 до 1,95 г/см . Зависимость размерных изменений от плотности сохраняется и в области вторичного роста (распухания) более плотные материалы распухают сильнее. [c.174]

При высокотемпературном облучении (450—1300° С) все графитовые материалы испытывают усадку в обоих направлениях, причем с большей скоростью вдоль оси выдавливания материала. Законо1мерности размерных изменений для этой температурной области имеют сложный характер. При флюенсе 10 нейтр./см сжатие увеличивается практически линейно с дозой, В интервале температуры 700—900° С скорость усадки мало зависит от температуры облучения, а при температуре выше 900° С снова возрастает. [c.176]

У рассмотренных выше графитов различие их радиационной размерной стабильности определялось прежде всего анизотропией свойств и степенью совершенства кристаллической структуры. При высокотемпературном облучении высокими дозами наряду с перечисленными факторами на размерные эффекты существенно влияет плотность материала. Сама плотность при этом также не остается постоянной. Бокрос и Каяма [162] исследовали облученные флюенсом до 3-10 нейтр./см в интервале температуры 900—1000° С модельные изотропные пирографиты, имевшие турбостратную структуру (высота кристаллитов составляла от 50 до 200 А) и плотность от 1,55 до 2,1 г/см . Плотность при облучении росла и тем значительнее, чем ниже она была до облучения. У образцов с плотностью 1,55 г/см она увеличивалась до 1,95 г/см . Последующее облучение до 1022 нейтр./см привело к монотонному снижению плотности у всех образцов, причем у наиболее плотных образцов она в конечном счете снизилась. У остальных образцов плотность осталась по сравнению с исходной повышенной. [c.188]

Для устранения последствий радиационного повреждения графита было предложено и осуществлено несколько вариантов периодического отжига графитовых кладок. В реакторе F3EP0, например, нагревание кладки производили посредством подачи горячего воздуха при остановленном реакторе [226, № 303]. Разогрев газа можно производить, изменяя его циркуляцию таким образом, чтобы после выхода из активной зоны часть газа, минуя теплообменник, прокачивалась через каналы в графите, нагревая его до температуры отжига [91]. Другой вариант повышения температуры кладки заключается в уменьшении теплосъема в графите в результате понижения скорости циркуляции газа на малой мощности реактора [226, № 1805]. Отжиг при температуре выше рабочей может продолжаться в течение нескольких суток. Однако, как показала авария в Уиндскейле [168], вследствие которой реактор № 1 был выведен из строя, и большое количество радиоактивных продуктов было выброшено на окружающую территорию, отжиг радиационных дефектов непосредственно в реакторе — операция весьма опасная. Накопленная энергия Вигнера не будет опасна при высокотемпературном облучении графита (>300 С). Поэтому в реакторах с повышенной температурой графита не существует опасности значительного накопления запасенной энергии. [c.243]

При высокотемпературном облучении молибдена нейтронами или при последующем отжиге металла, облученного при относительно низкой температуре, происходит коалесцеиция вакансий, и они образуют поры, количество и размеры которых зависят от флюенса и температуры облучения. Так, например, при облучении литого сплава Мо — 0,5% Ti быстрыми нейтронами (флюенс Ы022 нейтр/см , >0,1 МэВ) при температуре 580 + 20° С наблюдали образование в структуре металла пор диаметром 40 А, которые как бы образовывали в металле свою пространственную (модулированную) решетку, имевшую даже такие дефекты, как дислокации [203]. [c.74]

В условиях облучения выше температуры рекристаллизации (высокотемпературное облучение) роль точечных радиационных дефектов снижается. Вакансии и межузельные атомы частично аннигилируют друг с другом, частично взаимодействуют с примесями, дислокациями, границами раздела. Оставшиеся межузельные атомы и вакансии объединяются в кластеры, которые в свою очередь могут превращаться соответственно в дислокационные петли межузельного или вакан-сионного типов (рис. 26.7). [c.854]

Высокотемпературное облучение активизирует диффузионные процессы и способствует распаду пересьпценных твердых растворов (старению). Этим объясняется высокотемпературная хрупкость аустенитных хромоникелевых сталей. Активизацией диффузионных процессов также объясняется снижение длительной прочности при облучении. Падение жаропрочности растет с увеличением температуры и интенсивности нейтронного потока. [c.854]

Процесс ползучести в графите при облучении авторы работы [25] объясняют тем, что при нагружении графита вне реактора некоторые из кристаллитов начинают испытывать два типа сдвигов обратимый и необратимый. Обратимый сдвиг (упругая деформация) в обычных условиях после нагружения не приводит к остаточной деформации. Однако облучение препятствует прохождению этого процесса в обратном направлении вследствие защемления дислокаций. Следовательно, при облучении под нагрузкой деформация, обусловленная нагрузкой, закрепляется, и в графите после окончания облучения и снятия нагрузки образуются остаточные деформации. При высокотемпературном облучении (1400° С) изменяется газопроницаемость графитов с малой величиной проницаемости. При этом у одной части графитов газопроницаемость резко возрастает (до 13 раз), а у другой— снижается до 50% [25]. Результаты исследования [16, с. 350— 359] окисления графита марок АООТ и АОНТ, облученных потоком 4-102 нейтрон/см , показали, что предварительное облучение в реакторе увеличивает скорость окисления графита при температурах 250—400° С. Отношение скоростей реакций облученного и необлученного графита уменьшается с увеличением температуры от 5—6 при 300—350° С до 2—3 при 450° С. При повышении температуры наблюдается уменьшение искажения решетки, вследствие чего и различие в окислении снижается. Ионизирующее излучение лучей с интенсивностью 610 ООО рентген/ч также повышает скорость окисления, но в значительно меньшей степени. Влияние у-лучей обусловлено, очевидно, ионизацией молекул реагирующего кислорода. Нейтронное облучение снижает энергию активации реакции окисления до 36,1 ккал/моль [16, с. 350—359]. [c.99]

Проведено специальное исследование влияния облучения сплавов и — Уна механические свойства и температурный порог свеллинга [138, 140]. Показано, что дисперсные сплавы урана с иттрием, содержащие до 65 вес.% и, могут иметь потенциальную ценность, как топливный материал, стабильный в условиях высокотемпературного облучения. Влияние малых добавок иттрия ( 0,1 вес.%) на радиационное формоизменение урана изучалось в работе [141]. Обнаружено, что легирование иттрием уменьшает свеллинг урана с 15,7 до 6,4% прн выгорании 0,1 ат.%. Авторы объясняют такое влияние добавок иттрия тем, что он упрочняет уран, уменьшает размеры зерна и затрудняет подвижность газов, образующихся в процессе выгорания топлива. [c.102]

При реализации метода вспынши выполняются граничные условия 1) равномерность облучения образца 2) его полная теплоизоляция, что особенно трудно обеспечить при высокотемпературном эксперименте. Погрешности, вызванные отклонением от граничных условий, рассмотрены в работах [113, 115]. [c.143]

Даутерм А — эвтектическая смесь 75% дифенилового эфира и 25% бифенила применяется в качестве высокотемпературного теплоносителя [45, 46, 156]. В табл. 1.36 приведены данные о влиянии облучения реакторной радиацией при температуре 80—260° С на вязкость Даутер-ма . Во время циркуляционных испытаний при облучении Даутерма в реакторе (суммарное количество поглощенной энергии 6,3-10 зрг/з, температура облучения примерно 145° С) наблюдалось увеличение вязкости образца в три раза по сравнению с исходной [45 ]. [c.35]

Силиконовые смолы вообш,е имеют большую радиационную стойкость, чем силиконовые эластомеры. Основные диэлектрические свойства нерастворимой силиконовой смолы не изменяются при у-облучении до дозы 10 эрг/г [30]. Такие дозы, кроме того, не вызывают значительных изменений физической целостности и прочности этого материала. Хотя радиационная стойкость этого материала типична для большинства силиконовых смол, было обнаружено значительное ухудшение диэлектрических свойств одной силиконовой смеси при облучении. Эти свойства, однако, в значительной степени восстанавливаются при последующей высокотемпературной выдержке. [c.99]

Замещенные ароматические сложные эфиры фосфорной кислоты серьезно не рассматривались в качестве высокотемпературных жидкостей из-за плохих вязкостно-температурных характеристик и коррозионной агрессивности при высоких температурах [30]. Однако они использовались при 5%-ной и более концентрации в качестве противоизносных присадок в смазочных материалах военной спецификации для газовых турбин. Было показано, что все рассмотренные фосфаты чувствительны к -у-облуче-нию. При облучении значительно увеличиваются кислотное и- коксовое числа. При этом вязкость увеличивалась на 30—50%. Эти результаты были подтверждены работами Стенфордского научно-исследовательского института [17] при облучении электронами трикрезилфосфата наблюдались следы метана и толуена с небольшим количеством одноосновных кислот и довольно значительным количеством двухосновных кислот. [c.123]

Для изучения характеристик скольжения и истирания высокотемпературных материалов использовали графит 56НТ, облученный потоком нейтронов до 1,6-10 нейтрон/см при 425 и 650°С [131]. Облучение не оказало сколько-нибудь значительного влияния на коэффициент трения между графитом и сплавом инконель X, испытанными при четырех температурах в интервале 25—540°С. Истирание облученного и необлучен-ного графита за период испытания в течение 1000 циклов незначительно отличалось. [c.193]

В табл. 5.3 и 5.4 приведены данные по ударной вязкости облученных углеродистых и низколегированных сталей. Из таблиц видно, что температура перехода материала из пластичного состояния в хрупкое при облучении повышается. Это увеличение может достигать 260° С. Привести все представленные данные в соответствие весьма трудно вследствие различий в геометрии образцов и условиях облучения. Однако Хауторп и Стил сообщили [38], что достигнуто хорошее согласие значений ударной вязкости нескольких сталей, полученных на копровых образцах и образцах Шарпи с V-образным надрезом (рис. 5.4). Эти опыты иллюстрируют также тот факт, что многие радиационные нарушения, если они отражаются на изменении ударной вязкости, могут быть уменьшены или устранены высокотемпературным отжигом (см. табл. 5.3). [c.242]

Отличительной особенностью поведения полуфабриката материала ГМЗ (температура обработки 1300° С) при температуре 200° С является меньшая величина роста по сравнению со средним ростом образцов, термообработанных при 2000— 3000° С. В результате дальнейшего увеличения температуры и дозы облучения усадка неграфитированных образцов усиливается, и после облучения при 550°С флюенсом 2-10 нейтр./см усадка достигает 3%, в то время как размерные изменения графита близки к нулю (рис. 4.1). Кроме того, с ростом дозы видна определенная тенденция к смещению точки, соответствующей переходу от распухания к усадке, в сторону более высокой температуры обработки. В этой связи напрашивается вывод о необходимости проведения высокотемпературной графитации реакторного графита, по крайней мере при температуре не ниже 2500-2600° С. [c.166]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...