Введение............................................................................................................... 7
Глава 1 Парогенераторреакторнойустановки на быстрых нейтронах с
натриевым теплоносителем......................................................................................... 18
1.1 Описание. Особенностиконструкции ................................................ 18
1.2 Условия эксплуатации конструкционных материалов в составе
парогенератора ............................................................................................................ 21
1.3 Используемые конструкционные материалы.................................... 28
1.4 Требования к конструкционному материалу парогенератора РУ с
натриевым теплоносителем большой мощности ...................................................... 30
1.5 Постановка задачи............................................................................... 32
Глава 2 Материал и методика исследования ................................................ 35
2.1 Материал исследования....................................................................... 35
2.2 Методики исследования ...................................................................... 36
Глава 3 Исследование старения и повреждения конструкционных
материалов после эксплуатации в составе парогенератора ..................................... 40
3.1 Материалы модулей парогенератора после эксплуатации .............. 40
3.2 Исследование стали марки 10Х2М перлитного класса после
эксплуатации ............................................................................................................... 44
3.2.1 Коррозионные повреждения стали марки 10Х2М со стороны
пароводяного контура ................................................................................................. 44
3.2.2 Изменение свойств стали марки 10Х2М в результате
эксплуатации ............................................................................................................... 46
3.3 Исследование стали марок 10Х18Н9 и 08Х16Н11М3 аустенитного
класса после эксплуатации ......................................................................................... 57
3.3.1 Коррозионные повреждения стали марки 09Х18Н9 со стороны
пароводяного контура ................................................................................................. 57
3.3.2 Изменение свойств стали марок 09Х18Н9 и 08Х16Н11М3 в
результате эксплуатации ............................................................................................ 60
3.4 Выводы по главе 3 ................................................................................ 663
Глава 4 Разработка нового конструкционного материала для корпусного
парогенератора РУ с натриевым теплоносителем .................................................... 69
4.1 Выбор класса нового конструкционного материала для
парогенератора ............................................................................................................ 69
4.1.1 Коррозионная стойкость конструкционных материалов ................. 69
4.1.2 Жаропрочность материалов различного класса................................ 72
4.1.3 Теплопроводность как критерий выбора конструкционного
материала ............................................................................................................... 74
4.1.4 Технологичность высокохромистой стали мартенситного класса .. 75
4.1.5 Выводы по оценке соответствия материалов различного класса
требованиям, предъявляемым к материалам парогенераора ................................... 77
4.2 Разработка схемы легирования новой марки стали.......................... 78
4.2.1 Выбор оптимального содержания хрома........................................... 79
4.2.2 Повышение стабильности аустенита за счет легирования никелем и
марганцем ............................................................................................................... 80
4.2.3 Упрочнение стали за счет легирования молибденом и
вольфрамом ............................................................................................................... 82
4.2.4 Оптимизация содержания углерода ................................................... 83
4.2.5 Влияние азота на структуру и свойства 12 % хромистой стали ..... 84
4.2.6 Оптимизация содержания ванадия, ниобия и алюминия................. 95
4.2.7 Легирование бором .............................................................................. 97
4.2.8 Микролегирование стали щелочными и редкоземельными
элементами ............................................................................................................... 98
4.2.9 Композиция легирования новой жаропрочной стали,
предназначенной для длительной эксплуатации всоставе корпусного
парогенератора реакторной установки с натриевымтеплоносителем .................... 99
4.3 Анализ соответствия используемых марок стали разработанной
схеме легирования ..................................................................................................... 104
4.4 Выводы по главе 4 .............................................................................. 1064
Глава 5 Разработка технологии изготовления заготовок из стали марки
07Х12НМФБ ........................................................................................................... 108
5.1 Разработка рекомендаций по выплавке стали................................. 108
5.2 Разработка режима горячей пластической деформации ................ 111
5.2.1 Особенности горячей пластической деформации хромистой стали
мартенситного класса ............................................................................................... 111
5.2.2 Влияние фазового состава стали на горячую деформируемость ... 113
5.2.3 Исследование образования и растворения 3-феррита..................... 122
5.2.4 Влияние технологических параметров горячей пластической
деформации на свойства стали марки 07Х12НМФБ .............................................. 134
5.3 Разработка режима окончательной термической обработки......... 148
5.4 Разработка технологических схем производства и промышленное
освоение опытных партий полуфабрикатов из стали марки 07Х12НМФБ ......... 180
5.4.1 Выплавка стали марки 07Х12НМФБ ............................................... 180
5.4.1.1 Промышленное освоение выплавки стали марки 07Х12НМФБ в
вакуумно-индукционной печи ................................................................................. 181
5.4.1.2 Промышленное освоение выплавки стали марки 07Х12НМФБ в
ДСП с последующей обработкой на УВРВ на филиал АО «АЭМ-технологии»
«АЭМ-Спецсталь»..................................................................................................... 181
5.4.1.3 Промышленное освоение выплавки стали марки 07Х12НМФБ в
ДСП с последующей обработкой на УВРВ на ООО «Белэнергомаш - БЗЭМ» ... 183
5.4.1.4 Промышленное освоение электрошлакового переплава стали марки
07Х12НМФБ ............................................................................................................ 184
5.4.2 Промышленное освоение производства кованых заготовок ......... 186
5.4.3 Промышленное освоение производства листового проката и
листовых заготовок из стали марки 07Х12НМФБ.................................................. 187
5.4.3.1 Изготовление проката в толщинах от 1 до 8 мм............................. 188
5.4.3.2 Изготовление листовых заготовок в толщинах от 16 до 180 мм .. 190
5.4.4 Промышленное освоение технологии изготовления бесшовных
горячедеформированных труб из стали марки 07Х12НМФБ ............................... 1925
5.4.4.1 Изготовление бесшовных горячедеформированных труб из стали
марки 07Х12НМФБ на АО «ЧТПЗ» ......................................................................... 192
5.4.4.2 Изготовление бесшовных горячедеформированных труб из стали
марки 07Х12НМФБ на ООО «Белэнергомаш - БЗЭМ».......................................... 193
5.4.5 Промышленное освоение технологии изготовления бесшовных
холоднодеформированных труб из стали марки 07Х12НМФБ............................. 193
5.4.6 Разработка технологии штамповки крышки парогенератора ....... 198
5.5 Выводы по главе 5 .............................................................................. 200
Глава 6 Оценка работоспособности новой марки стали ............................ 204
6.1 Материалы, используемые при обосновании работоспособности
новой марки стали ..................................................................................................... 204
6.2 Механические свойства стали марки 07Х12НМФБ при растяжении
206
6.3 Длительная прочность стали марки 07Х12НМФБ ......................... 212
6.3.1 Длительная прочность стали марки 07Х12НМФБ ......................... 212
6.3.2 Исследование снижения длительной прочности сварных
соединений ............................................................................................................. 216
6.4 Сопротивление хрупкому разрушению ........................................... 232
6.4.1 Критическая температура хрупкости .................................... 233
6.4.2 Методика исследования статическойтрещиностойкости .............. 236
6.4.3 Методика обработки результатов испытаний настатическую
трещиностойкость ..................................................................................................... 239
6.5 Влияние теплового старения на структуру и свойства стали марки
07Х12НМФБ ............................................................................................................. 245
6.5.1 Влияние теплового старения на механические свойства стали марки
07Х12НМФБ при растяжении................................................................................... 248
6.5.2 Влияние теплового старения на критическую температуру
хрупкости ............................................................................................................. 249
6.5.3 Изменение структуры стали марки 07Х12НМФБ в результате
термического старения ............................................................................................. 2516
6.6 Коррозионная стойкость стали марки 07Х12НМФБ в условиях
эксплуатации парогенератора .................................................................................. 267
6.6 .1 Коррозионная стойкость в водной среде ......................................... 267
6.6 .2 Коррозионная стойкость в продуктах взаимодействия натрия с
водой ............................................................................................................. 283
6.6.2.1 Стойкость против водородного охрупчивания .............................. 283
6.6.2.2 Стойкость против щелочногокоррозионного растрескивания...... 284
6.7 Стойкость к обезуглероживанию ........................................................... 290
6.8 Вывод по главе 6 ...................................................................................... 292
Глава 7 Внедрение результатов выполненной работы .............................. 295
Заключение ...................................................................................................... 298
Список сокращений и условных обозначений.............................................. 303
Список литературы ......................................................................................... 304
Приложение А - Акты внедрения результатов работы...............................322
Приложение Б - Паспорт сварных трубчатых образцов из стали марки
07Х12НМФБ .............................................................................................................. 324
