Введение
Глава I. Литературный обзор 8
1.1 Дистанционирование твэлов в активной зоне ядерного реактора 8
1.2 Конструкции и материалы дистанционирующих решеток 9
1.2.1 Дистанционирующие решетки ВВЭР и РБМК 9
1.2.2 Конструкции дистанционирующих решеток, используемые за рубежом 12
1.3 Вопросы разрушения дистанционирующих решеток 14
1.4 Пайка быстрозакаленными сплавами-припоями 16
1.4.1 Преимущества пайки 16
1.4.2 Аморфизация расплава 18
1.5 Пайка циркониевых сплавов 19
1.5.1 Сплавы циркония и их работоспособность 19
Некоторые свойства циркония 19
Циркониевые сплавы, используемые в атомной энергетике 19
Вопросы коррозии циркониевых сплавов 20
Влияние термообработки циркониевых сплавов на их коррозионные свойства 21
1.5.2 Известные припои для пайки циркония и его сплавов 22
Припои на основе циркония 23
1.5.3 Экспериментальное обоснование температуры пайки 28
1.6 Выводы 28
Глава II. Методические вопросы 30
2.1, Особенности выплавки слитков 30
2.2, Получение аморфных лент. Установка Кристалл-702 30
2.3, Подготовка дистанционирующих ячеек к пайке 32
2.4, Пайка образцов 33
2.4.1. Пайка элементов ЦДР 33
2.4.2. Сравнительная пайка на установке АЛА-ТОО 33
2.4.3. Пайка полномасштабной решетки ВВЭР 34
2.5, Исследование свойств паяных соединений и припоев 35
2.5.1, Изучение структуры и свойств припоев 35
2.5.2. Исследование распределения элементов 35
2.5.3. Методика коррозионных испытаний 36
2.5.4. Проверка устойчивости паяного соединения при нагреве выше 1200 С 36
2.5.5. Испытания на разрыв 37
2.5.6. Исследование упругих свойств дистанционирующих выступов ячеек ЦДР 37 2.6. Реакторные испытания 38
2.6.1. Условия реакторных испытаний 38
2.6.2. Материаловедческие исследования после реакторных испытаний 39
Глава III. Разработка состава припоя для пайки циркония 40
3.1. Требования к припою 40
3.2. Выбор легирующих элементов припоя 41
3.3. Анализ бинарных диаграмм состояния сплавов на основе циркония 43
3.3.1. Диаграмма состояния системы Zr-Be 43
3.3.2. Диаграмма состояния систе-мы Z-Fe 43
3.3.3. Диаграмма состояния системы Zr-Nb 44
3.3.4. Диаграмма состояния системы Be-Fe 44
3.3.5. Диаграмма состояния системы Zr-Cu 44
3.3.6. Диаграмма состояния системы Zr-Sn 44
3.3.7. Диаграмма состояния системы Zr-Cr 45
3.4. Анализ тройных диаграмм состояния сплавов на основе циркония 45
3.4.1. Диаграмма состояния системы Zr-Be-Fe 45
3.4.2. Диаграмма состояния системы Zr-Be-Nb 47
3.4.3. Диаграмма состояния системы Fe-Nb-Zr 50
3.5. Выбор базового состава (Zr-Fe-Nb-Be) 50
3.6. Легирование медью, хромом и оловом 51
3.7. Исследования влияния меди и бериллия на температуру плавления сплава 52
3.8. Легирование германием 55
3.9. Исследование быстрозакаленной ленты из сплава циркония 66
3.10. Выводы 67
Глава IV. Исследование свойств паяных соединений 68
4.1. Сравнение паяных швов, выполненных с использованием аморфного и кристаллического припоев на основе циркония 68
4.2. Испытания на разрыв 70
4.3. Сравнение микроструктур швов, паянных припоями толщиной 20 и 40 мкм 71
4.4. Коррозионные испытания паяных соединений 74
4.4.1. Исследование образцов после 1000 и 2000 ч коррозионных испытаний 74 Исследование гидридообразования после 1000 и 2000 ч коррозионных испытаний 74 Исследование распределения элементов после 1000 и 2000 ч коррозионных испытаний 77
4.4.2. Исследование образцов после 5500 и 6000 ч коррозионных испытаний 80
4.5. Испытания на изгиб полномасштабных решеток ВВЭР-440 80
4.6. Упругие свойства дистанционирующих выступов ячеек ЦДР 81
4.7. Проверка устойчивости паяного соединения при нагреве выше 1200 С 83
4.8. Реакторные испытания и послереакторные исследования 83
4.8.1. Металлографические исследования облученных образцов 84
4.8.2. Механические испытания облученных образцов 85
4.9. Выводы 87
Выводы 88
Библиографический список 90
Приложение 97
