ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ...............................................................................................................................4
1. Проблемы и перспективы ядерной энергетии. Реакторы ВВЭР, корпуса ВВЭР.
Материалы корпусов реакторов, основные требования к ним. Деградация их структуры и
свойств под влиянием негативных эксплуатационных факторов. Обзор научных
источников ..............................................................................................................................13
1.1. Проблемы и перспективы ядерной энергетики ..........................................................13
1.2. Реакторы ВВЭР, корпуса ВВЭР ..................................................................................17
1.3. Материалы корпусов реакторов, основные требования к ним. Деградация
структуры и свойств корпусных сталей под влиянием негативных эксплуатационных
факторов .............................................................................................................................23
1.4. Структура и свойства современных корпусных сталей .............................................27
1.5. Тепловое и радиационное охрупчивание корпусных сталей.....................................35
Заключение по главе 1 .......................................................................................................48
2. Материалы и методы исследования ...................................................................................50
2.1. Исследованные материалы..........................................................................................50
2.2. Ускоренное нейтронное облучение в реакторе ИР-8.................................................53
2.3. Ступенчатая охрупчивающая термообработка ..........................................................54
2.4. Методы механических испытаний..............................................................................57
2.5. Методы структурных исследований ...........................................................................58
2.6. Оптическая металлография и исследование неметаллических включений ..............58
2.7. Исследования методом дифракции обратно-рассеянных электронов.......................60
2.8. Исследования зернограничной сегрегации методом ОЭС.........................................60
2.9. Фрактографические исследования изломов испытанных образцов ..........................61
2.10. Исследования микроструктуры методами просвечивающей и растровой
микроскопии.......................................................................................................................62
2.11. Исследования методом атомно-зондовой томографии (АЗТ)..................................64
Заключение по главе 2............................................................................................................64
3. Особенности формирования структуры и комплекса свойств Cr-Ni-Mo-V корпусных
сталей. способы улучшения служебных и технологических свойств. разработка унитарной
референтной корпусной стали для ввэр имеющихся и перспективных проектов и основ
сквозной технологии ее производства ...................................................................................66
3.1. Факторы, влияющие на служебные характеристики сталей корпусов реакторов ....68
3.1.1. Факторы, влияющие на кратковременные и длительные характеристики
прочности.......................................................................................................................68
3.1.1.1. Кратковременные прочностные характеристики.............................................68
3.1.1.2. Характеристики длительной прочности...........................................................69
3.1.2. Факторы, влияющие на температуру хрупко-вязкого перехода ........................71
3.1.3. Механизмы охрупчивания корпусных сталей ....................................................72
3.1.3.1. Факторы, влияющие на проявление упрочняющего механизма
радиационного охрупчивания .......................................................................................74
3.1.3.1.1. Особенности образования радиационных дефектов.....................................74
3.1.3.1.2. Особенности образования преципитатов ......................................................74
3
3.1.3.1.3. Факторы, влияющие на проявление неупрочняющего механизма
охрупчивания .................................................................................................................75
3.2. Способы улучшения служебных и технологических свойств ...................................76
3.3. Разработка референтной корпусной стали для ввэр перспективных проектов и
основ сквозной технологии ее производства ....................................................................77
3.3.1. Исследование влияния содержания марганца и кремния на структуру,
механические свойства и радиационную стойкость сталей семейства 15Х2НМФА..77
3.3.2. Исследование влияния базового состава на комплекс свойств сталей семейства
15Х2НМФА....................................................................................................................89
3.3.3. Компьютерное моделирование фазового состава референтной стали...............94
3.4. Разработка основ способа производства высококачественных сталей,
обеспечивающего снижение загрязненности сталей неметаллическими включениями
при благоприятной морфологии остаточных НВ..............................................................97
3.5. Оценка склонности унитарной референтной стали к ликвации при кристаллизации
в условиях, имитирующих разливку крупных слитков ..................................................106
3.6. Дилатометрические исследования референтной стали. Определение критических
точек, исследование кинетики распада аустенита при непрерывном охлаждении и при
изотермических выдержках в диапазоне температур перлитного превращения...........109
Заключение по главе 3..........................................................................................................125
4. Особенности структуры и свойств референтной корпусной стали в различных
состояниях.............................................................................................................................126
4.1. Результаты механических испытаний в исходном состоянии, после охрупчивающей
термообработки и после ускоренного нейтронного облучения .....................................126
4.2. Структурные исследования.......................................................................................132
4.2.1. Характеристики зеренной и субзеренной структуры референтной корпусной
стали 15Х2НМФА-А(М)..............................................................................................132
4.2.2. Исследования дислокационной структуры .......................................................134
4.2.3. Состояние границ зерен.....................................................................................135
4.2.4. Выделения вторых фаз.......................................................................................137
4.2.4.1. Карбидные и карбонитридные выделения .....................................................137
4.2.4.2. Неметаллические включения..........................................................................143
4.2.4.3. Радиационные дефекты и Ni-Si-Mn преципитаты .........................................145
Заключение по главе 4..........................................................................................................146
5. Освоение производства крупногабаритных ступенчатых поковок из референтной стали.
оптимизация технологии термической обработки. сварочные материалы и технологии
сварки ....................................................................................................................................148
5.1. Изготовление опытных сварных соединений элементов корпусов ЯР ВВЭР-С ....153
5.2. Испытания кратковременных свойств образцов из опытных ступенчатых поковок и
образцов сварных соединений в исходном состоянии ...................................................155
Заключение по главе 5..........................................................................................................168
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.....................................................................................................................170
ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ ...................................................................................170
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.....................................................................................................176
ПРИЛОЖЕНИЕ А Акты изготовления...............................................................................195
