Введение
1 Проблема обратимой отпускной хрупкости сталей корпусов водо-водяных реакторов и методы определения сегрегаций в границах зерен. Литературный обзор 11
1.1 Охрупчивание корпусных реакторных сталей под действием эксплуатационных
факторов 11
1.1.1 Стали корпусов водо-водяных реакторов и методы их исследования 11
1.1.2 Механизмы охрупчивания реакторных сталей в процессе воздействия эксплуатационных факторов 15
1.1.3 Влияние эксплуатационных факторов на процесс сегрегации примесей в границах зерен 18
1.1.4 Влияние химического состава стали на процесс развития обратимой отпускной хрупкости 22
1.1.5 Термодинамический подход к изучению сегрегации примесей в границах зерен 25
1.1.6 Обзор физических моделей, описывающих процесс сегрегации фосфора в границах зерен сталей с ОЦК-решёткой, учёт влияния облучения 28
1.2 Методы исследования границ зерен 31
1.2.1 Метод оже-электронной спектроскопии при исследовании границ зерен 31
1.2.2 Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия 36
1.2.3 Просвечивающая растровая электронная микроскопия в сочетании с энергодисперсионной рентгеновской спектроскопией или спектроскопией энергетических потерь электронов 37
1.2.4 Атомно-зондовая томография 37
1.2.5 Вторичная ионная масс-спектрометрия (ВИМС) 38
1.3 Методы количественного оже-анализа и их применение для исследования сегрегаций 39
1.4. Заключение по главе 41
2 Материалы и методы исследования 43
2.1 Исследованные материалы 43
2.2 Методы изучения структуры исследованных образцов-свидетелей
2.2.1 Методики исследования фазового состава 45
2.2.2 Методики фрактографических исследований 45
2.3 Исследования сегрегаций на поверхностях разрушения по границам зёрен методом Оже-электронной спектроскопии 46
2.3.1 Методики количественного оже-анализа при исследовании границ зерен сталей КР
ВВЭР-1000 47
2.3.2 Представление границ зерен как объекта измерения. Разработка соотношения между различными единицами измерения концентрации фосфора 50
2.3.3 Точность количественного оже-анализа и локальная неоднородность химического состава поверхности разрушения образцов корпусных сталей 53
2.4 Исследование химического состава границ зёрен в корпусных сталях водо-водяных
реакторов 57
2.4.1 Форма представления результатов измерений содержания примесных и легирующих элементов в границах зерен 58
2.4.2 Выявление статистически значимых различий в результатах измерений разных групп образцов 60
2.5 Заключение по главе 61
3 STRONG Кинетическая модель сегрегации примеси в границах зерен, учитывающая особенности
структуры и условия эксплуатации сталей корпусов реакторов ВВЭР STRONG 63
3.1 Необходимость учета структуры стали при моделировании процесса зернограничной сегрегации 63
3.2 Кинетическая модель зернограничной сегрегации фосфора, учитывающая размер субзерна стали 66
3.3 Использование предложенной кинетической модели, учитывающей структуру стали КР ВВЭР-1000, для описания кинетики накопления фосфора в границе зерна при длительной температурной выдержке 70
3.4 Заключение по главе 73
4. Кинетика сегрегационных процессов в сталях корпусов водо-водяных реакторов в процессе длительной эксплуатации 75
4.1 Результаты исследования элементного состава границ зерен образцов свидетелей ОМ и МШ КР ВВЭР-1000 после длительных температурных выдержек и облучения 75
4.2 Влияние условий облучения и температурной выдержки на сегрегации фосфора и никеля 4.2.1 Закономерности изменения уровня сегрегации в образцах-свидетелях основных металлов 79
4.2.2 Закономерности изменения уровня сегрегации в образцах-свидетелях металлов сварных швов
4.3 Влияние химического состава образцов-свидетелей на сегрегации в границах зерен 84
4.4 Взаимосвязь между концентрациями сегрегантов в границах зерен 87
4.5 Оценка кинетики сегрегации фосфора в границах зерен сталей корпусов реакторов при длительной эксплуатации 91
4.6 Основные закономерности сегрегационных процессов в границах зерен сталей КР ВВЭР-1000 при длительном воздействии эксплуатационных факторов 93
4.7 Заключение по главе 94 5 Вклад неупрочняющего механизма в эффект флакса и радиационное охрупчивание
сталей корпусов реакторов ВВЭР-1000 96
5.1 Исследования радиационно-индуцированных элементов структуры, ответственных за упрочнение 96
5.2 Влияние ускоренного облучения на процесс зернограничной сегрегации 5.2.1 Фрактографические исследования образцов-свидетелей, облученных с различным флаксом 98
5.2.2 Оже-спектроскопические исследования сегрегаций на поверхностях хрупкого разрушения по границам зерен образцов-свидетелей, облученных с разным флаксом 5.3 Анализ влияния развития сегрегационных процессов на общее радиационное охрупчивание сталей КР ВВЭР-1000 104
5.4 Заключение по главе 110
Заключение 112
Список сокращений 114
Список литературы
