Охрупчивание сталей радиационное

Отпуск чугуна 702,703 Охрупчивание сталей радиационное 317 [c.767]

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]

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]

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]

СВЯЗЬ МЕЖДУ ОТПУСКНОЙ ХРУПКОСТЬЮ и РАДИАЦИОННЫМ ОХРУПЧИВАНИЕМ СТАЛИ [c.184]

Рис. 89. Зависимость радиационного охрупчивания стали от флюенса при облучении потоком 10 нейтрон/(м -с) и температуре Зо6°С

Рис, 90. Радиационное охрупчивание стали при температуре облучения 300°С в зависимости от средней концентрации фосфора [c.187]

В области температур максимального распухания сталей (0,3-0,55 температуры плавления) при больших дозах повреждений наблюдается сильное охрупчивание сталей, связанное с образованием крупных пор и локализацией деформаций. Оно назьшается среднетемпературным радиационным охрупчиванием (СТРО) и не устраняется при кратковременном отжиге. Для СТРО важны эффекты межзеренного коррозионного поражения стали, например, при контакте с продуктами деления топлива ( s, Те, Pd, Мо и др.). В ферритно-мартенситных сталях с 12 % хрома СТРО не проявляется. Для этих сталей распухание ничтожно мало, а взаимодействие с продуктами деления топлива носит преимущественно фронтальный характер. [c.317]

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]

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]

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]

Таблица 8.45. Склонность к радиационному охрупчиванию корпусных сталей (F =

Эффект ВТРО выражается в снижении длительной пластичности и прочности и в уменьшении относительного удлинения при кратковременных испытаниях при температуре выше 600 °С (табл. 8.47, рис. 8.3). ВТРО характеризуется межзеренным хрупким разрушением, проявляется после инкубационной дозы F = 10 —10 нейтр/м в широком интервале температур облучения, чувствительно к тепловым нейтронам, не устраняется отжигом. Температура начала охрупчивания снижается с ростом флюенса (рис. 8.3, кривая 3), отсутствует корреляция с кратковременной прочностью. Возможные причины ВТРО необратимое относительное разупрочнение границ зерен в результате радиационного старения, радиационно-стимулированной зернограничной сегрегации вредных примесей (Р, S, РЬ, Bi, As, Sn, Sb, N, О, Н) и образования на границах газовых пузырьков трансмутантных гелия и водорода. ВТРО усиливается с увеличением флюенса и температуры испытания, содержания никеля и вредных примесей, в дисперсионно-твердеющих сталях и никелевых сплавах ослабляется предварительной холодной пластической деформацией, термомеханической обработкой, резким измельчением зерен, легированием W, Мо, Nb, Ti, В. [c.343]

В области, где температура составляет более 0,55 температуры плавления сталей, наблюдается высокотемпературное радиационное охрупчивание (ВТРО). ВТРО проявляется в необратимом уменьшении относительного удлинения (до 3—5 %) и преобладании межзеренного разрушения. [c.855]

Хрупкое разрушение деталей происходит при возникновении больших ударных нагрузок, при работе в условиях низких температур (низкотемпературное охрупчивание некоторых видов конструкционных сталей с примесью азота), больших остаточных напряжениях, например в сварных соединениях, наличии местных дефектов в материале, большой концентрации напряжений, действии факторов, не связанных с механическим напряжением (тепловое и радиационное охрупчивание). Хрупкое разрушение является причиной выхода из строя сварных соединений, чугунных отливок, фасонных деталей с объемной термообработкой до высокой твердости и т. д. [c.32]

Рассмотрена деградация механических свойств конструкционных сталей в условиях действия технологических и эксплуатационных (температура, давление, среда и т.п.) факторов охрупчивания. Приведены механические, структурные и фрактографические особенности развития и обнаружения таких эксплуатационных видов охрупчивания, как наклеп, деформационное, тепловое водородное и радиационное охрупчивание, водородная коррозия, графитизация, науглероживание, азотирование и другие. Впервые приведены диагностические карты опознания видов хрупкости, выявляемых разрушающими и неразрушающими методами диагностирования. [c.2]

Заметное проявление радиационного охрупчивания в большинстве ферритных сталей соответствует флюенсу > 10 нейтрон/см Е > 1 МэВ). Охрупчивание нелинейно возрастает с накоплением дозы облучения. Наиболее интенсивное охрупчивание сталей происходит в начальный период облучения. Как видно из рис. 4.41 на примере стали СтЗ и 15ХСНД [126] с ростом флюенса нейтронов температурные кривые ударной вязкости смещаются в область более высоких температур испытания. При этом заметно снижается уровень ударной вязкости на верхнем шельфе. [c.188]

Гипотеза о сегргационной природе охрупчивающего влияния фосфора при облучении низколегированных сталей в области температур около 300°С является в настоящее время весьма распространенной. На такой механизм влияния фосфора, как наиболее вероятный для этого температурного интервала, указывают авторы ряда опубликованных в последние годы обзоров по радиационному охрупчиванию сталей (230, 232]. [c.185]

Зернограничный сегрегационный механизм влияния фосфора на радиационное охрупчивание стали наиболее вероятен и имеет наибольшее значение, согласно данным [ 231—233, 238,239], в интервале температур облучения 250—350°С. Это обусловлено тем, что при таких температурах, с одной стороны, уже в значительной степени отжигаются радиационные дефекты, способные поглощать большую часть примесных атомов, и роль границ зерен как стоков возрастает с другой сторонь , равновесная концентрация термических вакансий все еще значительно меньше концентрации вакансий, созданных облучением и имеющих достаточно высокую подвижность. Поэтому вклад радиационных вакансий в ускорение диффузии элементов замещения, диффундирующих по вакансионному механизму, может быть значительным. [c.185]

Назначение смешанного калнй-аммиачного режима заключается в том, чтобы, во-первых, в условиях наличия борной кислоты обеспечить вводом едкого кали (КОН) достаточно низкие скорости коррозии сталей реакторного контура и, во-вторых, снизить интенсивность радиолиза за счет водорода, получаемого вследствие радиационного разложения аммиака, не допуская, однако, слишком больших концентраций водорода, способных вызвать наводороживание сталей и их охрупчивание. [c.63]

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]

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]

Совокупность изменений структуры материала, вносимых облучением, называют радиационным повреждением. Отрицательное следствие радиационных повреждений — охрупчивание, а также радиационное распухание и радиационная ползучесть, вызывающие изменение формы и размеров. Поэтому одно из основных требований, предъявляемых к облучаемым материалам, — их высокая радиационная стойкость (см. п. 8.1.2). Главные конструкционные материалы энергетических ядерных реакторов — стали перлитного класса (корпуса во-до-водяпых реакторов на тепловых нейтронах) и хромоникелевые стали аустенитного класса (детали активной зоны и внутрикорпусных устройств в реакторах на тепловых и быстрых нейтронах, оболочки твэлов и корпуса быстрых реакторов). [c.341]

Сегрегационному перераспределению вредных нримесей и радиационному охрупчиванию способствуют никель и марганец, препятствует молибден. Для компенсации отрицательного влияния никеля на радиационное охрупчивание в отечественной корпусной стали 15Х2НМФА-А жестко ограничивают содержание примесных элементов Р < 0,01 % Си < 0,1 % Sn < 0,005 % Sb < 0,005 % Р + Sn + Sb < <0,015 % [40]. Ограничение содержания кремния как металлургической примеси не ухудшает радиационной стойкости сталей [5], так как снижается исходная критическая температура хрупкости и уменьшается накопление трансмутантного фосфора. [c.341]

По мере повышения температуры облучения (100—230 °С) степень радиационного упрочнения и радиационного охрупчивания изменяется слабо, а затем снижается до нуля при 450—500 °С в связи с отжигом радиационных повреждений. В некоторых сталях в интервале тмператур 100—250 °С обнаруживается их максимум [1]. Отжиг радиационных повреждений позволяет восстановить свойства облученного металла и продлить радиационный ресурс корпусов реакторов [2, 50] (рис. 8.2). [c.342]

Основные радиационные эффекты в этих сталях — низко- и высокотемпературное охрупчивание (НТРО и ВТРО), радиационные распухание и ползучесть [2, 44, 52, 57]. [c.343]

Эффект НТРО аналогичен радиационному охрупчиванию (кроме прироста tр, так как эти стали нехладноломки) и упрочнению сталей перлитного класса, но в отличие от сталей перлитного класса он сохраняется до более высоких температур облучения и испытания (приблизительно до 600 °С) (рис. 8.3, табл. 8.44). Минимум относительного удлинения приходится на 300—350 °С. Менее склонны к НТРО стали крупнозернистые (1—3 баллы) и с повышенным содержанием никеля (20 % и более). [c.343]

Был предложен механизм ускоренного разрушения шарикоподшипников, основанный на образовании вакансионной диффузии водорода в высоконапряженную сталь и ее охрупчивании. Эту гипотезу проверяли на четырехшариковой машине со смазочным материалом, содержащим 6 % тритие-вой воды высокой активности. На испытуемом приводном шарике образовались питтинги, на остальных трех шариках напряжения были меньше и признаков поверхностных усталостных разрушений не наблюдалось. После испытания в тритиевой воде шарики промывали в ацетоне, погружали в жидкий сцинтиллятор и подсчитывали радиационную активность. После испытаний было зарегистрировано от 1000 до 2000 импульсов в 1 с. Не подверженная усталости часть шариков давала 40 импульсов в 1 с при фоне около 30 импульсов в 1 с. Активность на поврежденном участке со временем уменьшалась и через 5 сут приближалась к уровню фона. Описанный эксперимент подтверждает гипотезу, что в присутствии воды водород внедряется в.металл, подвергаемый поверхностному усталостному воздействию. Уменьшение радиг-ционной активности со временем может быть отнесено к выводу трития из металла. [c.140]

Помимо изменения механических свойств (упрочнению и снижению пластичности) и ваканси-онного распухания, радиационное повреждение сталей приводит к появлению новых эффектов радиационной ползучести, высоко- и низкотемпературному радиационному охрупчиванию (ВТРО и НТРО). [c.854]

Изменение свойств сталей при низких температурах при облучении называют низкотемпературным радиационным охрупчиванием (НТРО). К НТРО склонны ферритные и ферритно-мартен-ситные стали и в меньшей степени аустенитные коррозионностойкие стали, что связано с особенностями дислокационной структуры и фазовых превращений в феррите. [c.855]

При содержании в стали никеля < 1 мас% он усиливает охрупчи-вающее влияние меди, обнаруживая синергетический эффект. Анализ ряда работ, приведенных Дж. Хоуторном [82], не выявил заметного влияния уровня приложенных напряжений (0,8о а) на склонность сталей к радиационному охрупчиванию. [c.189]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...