Особенности влияния низкотемпературного нейтронного облучения на микроструктуру и физико-механические свойства аустенитных сталей

  • Автор:
  • Специальность ВАК РФ: 01.04.07
  • Научная степень: Кандидатская
  • Год защиты: 1998
  • Место защиты: Екатеринбург
  • Количество страниц: 136 с. : ил.
  • Стоимость: 230 руб.
Титульный лист Особенности влияния низкотемпературного нейтронного облучения на микроструктуру и физико-механические свойства аустенитных сталей
Оглавление Особенности влияния низкотемпературного нейтронного облучения на микроструктуру и физико-механические свойства аустенитных сталей
Содержание Особенности влияния низкотемпературного нейтронного облучения на микроструктуру и физико-механические свойства аустенитных сталей

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Литературный обзор. Современные представления о влиянии низкотемпературного нейтронного облучения на структуру и физико-механические свойства аустенитных сталей
1.1. Теоретические представления и результаты экспериментальных исследований по влиянию низкотемпературного облучения на структуру аустенитных сталей
Е2. Использование методов компьютерного моделирования для рас чета структурных изменений, происходящих под действием низкотемпературного нейтронного облучения
1.3. Экспериментальные исследования влияния низкотемпературного нейтронного облучения на физико-механические свойства ГЦК-металлов
ГЛАВА 2. Постановка задачи исследования, материалы и методика
эксперимента
2.1. Постановка задачи исследования
2.2. Характеристики облучения в низкотемпературном канале КНТО реактора ИВВ-2М
2.3 Разработка методической базы по исследованию физикомеханических свойств образцов, облученных при температуре кипения жидкого азота, без их отогрева
2.4. Исследованные материалы
ГЛАВА 3. Экспериментальные исследования свойств стали после
облучения при 78 К
3.1. Влияние низкотемпературного облучения на механические свойства аустенитных сталей
3.2. Тепловое расширение стали 03Х20Н16АГ6 после низкотемпе-

ратурного нейтронного облучения
3.3. Изменение электросопротивления и упругих постоянных стали 03Х20Н16АГ6 под действием низкотемпературного нейтронного облучения
ГЛАВА 4. Разработка модели описания влияния низкотемпературного нейтронного облучения на свойства аустенитных сталей
4.1. Количественная модель влияния низкотемпературного нейтронного облучения на микроструктуру, механические и физические свойства аустенитных сталей
4.2. Анализ полученных экспериментальных данных с помощью модели
4.3. Возможные приложения описания изменений физикомеханических свойств под действием низкотемпературного облучения
ВЫВОДЫ
Библиографический список

ВВЕДЕНИЕ.
В настоящее время развивается ряд технических областей, в которых предполагается использование металлических материалов, в первую очередь аустенитных сталей, для работы в условиях действия нейтронного облучения при криогенных температурах (до 4 К). К таким областям относятся использование сверхпроводящих магнитных систем термоядерных реакторов [1], а также создание элементов систем ядерной космической энергетики [2], работающих в том же температурном диапазоне в условиях космического вакуума. При этом, для выбора оптимального круга материалов и обеспечения надежности их работы необходимо уметь прогнозировать их свойства на условия эксплуатации при действии нейтронного облучения с заданными характеристиками. Однако, имеющаяся в настоящее время база экспериментальных данных по изучению в исследовательских реакторах влияния низкотемпературного нейтронного облучения на кандидатные стали и сплавы - недостаточна. Кроме того, условия облучения в исследовательских установках достаточно сильно отличаются от планируемых условий работы, как по характеристикам нейтронных спектров, так и по температурам облучения. Например, облучение материалов магнитной системы при работе реактора ИТЭР, имеет спектральную составляющую нейтронов с энергией ~ 14 МэВ, что существенно отличает его нейтронный спектр от спектра облучения исследовательских реакторов [3]. Аналогичная ситуация складывается и с температурой облучения. Ожидающиеся температуры эксплуатации различных элементов конструкций могут принимать значения от 4 К до 20 К, в то время как исследовательских реакторов, в которых можно было бы провести определение физико-механических свойств изучаемых материалах при нейтронном облучении при 4 К в настоящее время в мире почти не осталось. Возможность нейтронного облучения в петле, охлаждаемой жидким гелием, реализована в реакторе БИМ Мюнхенского университета в Гаршинге. Спектр характеристик, которые можно при этом определить, недостаточно широк. После набора заданного флюенса в ячейке реактора может быть измерено электросопротивление металличе-

1.3. Экспериментальные исследования влияния низкотемпературного нейтронного облучения на физико-механические свойства ГЦК-металлов.
Эволюция образовавшихся в материале при нейтронном облучении радиационных дефектов существенным образом зависит от температуры. Поэтому проведение исследований влияния низкотемпературного нейтронного облучения на свойства материалов имеет ряд специфических особенностей. В первую очередь, необходимо поддерживать в образцах во время нейтронного облучения требуемую низкую температуру. Для этого используются петлевые установки с жидким теплоносителем (азот, гелий), загружаемые в реактор. Причем, требования эффективного тепло-съема энерговыделения образцов, обусловленного действием на них гамма-нейтронного облучения, накладывают ограничения, как на массу навески с образцами в целом, так и на размеры (особенно толщину) каждого образца. Поскольку низкотемпературное облучение возможно только в целевом режиме работы реактора, это приводит к высокой стоимости такого облучения.
Следующей особенностью является требование недопустимости даже кратковременного отогрева облученных образцов перед испытанием. Одним из путей выполнения этого требования является определение изучаемого свойства непосредственно в реакторе в ходе или после окончания облучения. При этом весь реактор должен работать на облучение одного образца, что еще больше увеличивает стоимость и существенно ограничивает возможный годовой объем таких испытаний.
Наиболее распространенным во внутриреакторной схеме испытаний является метод измерения электросопротивления образцов металлических материалов (описан в разделе 1.1).
Характеристики упругости обычно определяются с использованием методов резонансных ультразвуковых колебаний [112]. Кратковременные механические свойства определяются в основном из результатов испытаний на сжатие или сдвиг с определением предела прочности при этих видах нагружения [4]. Методы внутриреакторного определения других фи-

Рекомендуемые диссертации данного раздела