Введение
ГЛАВА 1. Состояние вопроса и постановка задачи 10
1.1 Особенности работы и технические требования, предъявляемые к материалам контейнера для перевозки и длительного хранения отработавшего ядерного топлива 10
1.1.1 Обоснование технических требований к материалу корпуса контейнера с ОЯТ 10
1.1.2 Обоснование технических требований к исследуемым материалам 15
1.1.3. Обоснование возможности применения коррозионно-стойкой стали
мартенситного класса марки 07X16Н4Б для подфланцевых втулок и
коррозионно-стойкого крепежа для контейнеров с ОЯТ 17
1.2. Особенности эксплуатации оборудования при низких температурах 18
1.2.1. Факторы, влияющие на хладостойкость сталей перлитного и мартенситного классов 19
1.2.2. Влияние структуры на хладостойкость стали 21
1.2.3. Причины снижения технологической и эксплуатационной прочности сварных конструкций северного исполнения 22
1.2.4. Влияние структуры сварных соединений на хладостойкость стали
1.2.5. Особенности сварки кремнемарганцевых сталей 27
1.2.6 Анализ кинетики образования карбидов цементитного типа 30
1.3. Принципы легирования высокопрочных мартенситно-стареющих сталей 32
1.3.1. Природа упрочнения и охрупчивания мартенситно-стареющих сталей 36
1.3.2. Природа образования и распада аустенита в мартенситно стареющих сталях 42
1.3.3. Методы упрочнения мартенситно-стареющих сталей 45
1.4. Постановка задачи 48
Глава 2. Повышение хладостойкости феррито перлитных сталей 54
2.1. Исследование влияния температурно-временных параметров Дополнительного отпуска на хладостойкость сталей 57
2.2. Рентгеноспектральный микроанализ карбидных фаз 59
2.3. Влияние дополнительного отпуск на ударную вязкость металла Поковок и листового проката из стали 09г2са-а 61
2.4. Исследование тонкой структуры 65
2.5. Влияние дополнительного и имитационного послесварочного Отпуска на хладостойкость стали марки 09г2са-а 71
2.6. Исследование зоны термического влияния сварных соединений 73
2.6.1. Оценка микротвердости зоны термического влияния сварных соединений 75
2.6.2. Распределение температур в зоне термического влияния 76
2.6.3. Оценка изменения величины электросопротивления в зоне термического влияния сварного соединения стали марки 09Г2СА-А 77
2.6.4. Исследование ударной вязкости ЗТВ сварных соединений из стали марки 09Г2СА-А 79
2.6.5. Разработка технологии термической обработки сварных соединений из стали марки 09Г2СА-А 80
2.6.6. Исследование карбидных фаз 88
2.6.7. Анализ хладостойкости сварных соединений после отпуска по новой технологии 91
2.7. Влияние дополнительного отпуска при температуре 450С на хладостойкость сварных соединений 94
2.7.1. Влияние дополнительного отпуска на микротвердость ЗТВ сварных соединений 97
2.7.2. Исследование карбидной фазы ЗТВ сварного соединения после послесварочного отпуска, совмещенного с дополнительным отпуском.. 98
Выводы по главе 2 106
ГЛАВА 3. Повышение сопротивляемости хрупкому разрушению сталей для оборудования атомной техники 108
3.1. Повышение сопротивляемости хрупкому разрушению стали марки 25Х1МФ 108
3.2. Повышение сопротивляемости хрупкому разрушению стали марки 38хнзмфа 118
3.3. Природа тепловой хрупкости конструкционных сталей атомной техники и возможности ее снижения 120
Выводы по главе 3 128
ГЛАВА 4. Повышение хладостойкости крепежной стали мартенситного класса марки 07Х16Н4Б 130
4.1. Влияние гомогенизации на хладостойкость коррозионно-стойкой
стали марки 07X16Н4Б 130
4.2. Разработка температурно-временных параметров термической обработки крепежных деталей контейнеров для перевозки и длительного хранения оят из стали марки 07Х16Н4Б 141
4.2.1. Разработка режимов термической обработки стали 07Х16Н4Б для крепежных деталей контейнеров с ОЯТ 143
Выводы по главе 4 147
ГЛАВА 5. Исследование природы упрочнения и охрупчивания мартенситно-стареющих сталей и сравнение кинетики процесса старения мартенситно стареющих и термоулучшаемых сталей 148
5.1. Сравнительная оценка и выбор материалов для тороидальных металлических уплотнений тук 149
5.2. Исследование природы упрочнения и охрупчивания высокопрочных мартенситно-стареющих сталей и сравнение кинетики процесса старения мартенситно-стареющих и термоулучшаемых сталей ошибка! закладка не определена.
5.2.1. Материалы исследования.
5.2.2. Механические испытания.
5.2.3. Металлографические исследования 154
5.2.4. Электронно-микроскопические исследования 154
5.2.5. Фазовый физико-химический и рентгеноструктурный анализы 155
5.2.6. Рентгеноструктурные исследования 155
5.2.7. Дилатометрические исследования
5.2.8. Исследования изменения электросопротивления 156
5.2.9. Исследования магнитных свойств
5.2.10. Исследование эллиптичности образцов 158
5.2.11. Исследование релаксации внутренних напряжений .
5.3. Особенности структурных превращений мартенситно-стареющих и термоулучшаемых сталей 159
5.3.1. Изменение твердости мартенситно-стареющих сталей 0Ш17К13М5ТЮ и 0Ш18МЗТ в зависимости от длительности старения в диапазоне температур от 100 до 700С и сравнение кинетики изменения твердости мартенситно-стареющих и термоулучшаемых сталей в процессе старения 159
5.3.2. Изменение прочности мартенситно-стареющих сталей в зависимости от длительности старения в диапазоне температур от 100 до 700С Ошибка! Закладка не определена.
5.3.3. Влияние старения на изменение пластичности и ударной вязкости мартенситно-стареющих сталей 162
5.3.4. Влияние старения на изменение температуры вязкохрупкого перехода термоулучшаемых сталей 169
5.4. Особенности структурно-фазовых превращений мартенситно стареющих сталей 170
5.5. Рентгеноструктурные исследования 171
5.6. Металлографические и электронно-микроскопические исследования
5.7. Физико-химические и рентгеноструктурные исследования фазового осадка 179
5.8. Влияние кинетики процесса старения на изменение физических свойств мартенситно-стареющих и термоулучшаемых сталей 183
5.8.1. Влияние температуры и длительности старения на изменение электросопротивления мартенситно-стареющих сталей 183
5.8.2. Влияние температурно-временных факторов на проявление отрицательной ползучести в мартенситно-стареющих сталях.
5.8.3. Влияние температуры и длительности старения на сокращение длины образцов из мартенситно-стареющих сталей 189
5.8.4. Влияние температуры и длительности старения на изменение магнитных свойств мартенситно-стареющей
5.9. Диаграмма структурно-фазовых превращений в мартенситно-стареющей
5.10. Природа упрочнения и охрупчивания после старения мартенситно стареющих и термоулучшаемых сталей 192
Выводы по главе 5 195
ГЛАВА 6. Исследование и разработка технологии термической правки и калибровки изделий из мартенситно-стареющих сталей 196
6.1. Способы правки труб 196
6.1.1. Правка труб на роликовых правильных машинах 197
6.1.2. Правка с радиальным растяжением труб 197
6.1.3. Правка гидрораздачей на прессах расширителях 198
6.1.4. Правка на правильно-растяжных машинах 198
6.1.5. Правка при криогенных температурах 199
6.1.6. Правка взрывом 199
6.1.7. Горячая правка методом термического натяжения 200
6.1.8. Правка при повышенных температурах в шаблонах
2 6.2. Анализ способов правки и их оценка 201
6.3. Разработка технологии термической правки и калибровка изделий из мартенситно-стареющих сталей
2 6.3.1. Правка изделий из мартенситно-стареющих сталей в диапазоне температур мартенситных превращений 203
6.3.2. Правка трубчатых изделий из мартенситно-стареющих сталей в процессе старения 207
6.3.3. Использование эффекта компенсации отрицательной и положительной ползучести для высокоточной калибровки изделий из мартенситно-стареющей стали 211
6.3.4. Термокалибровка изделий по наружному диаметру 215
6.4. Разработка конструкции оправок для правки труб 215
6.4.1. Способ радиальной и осевой правки труб 215
6.4.2. Секционная оправка для осевой вытяжки труб 217
6.4.3. Двухступенчатая оправка для осевой вытяжки труб 218
6.5. Определение размеров оправок 219
6.5.1. Расчет оправок для радиальной правки труб 219
6.5.2. Расчет оправок для осевой вытяжки труб 2
6.6. Исследование процесса правки и калибровки труб из мартенситно-стареющей стали при старении мартенсита 224
6.7. Особенности изготовления тороидальных металлических уплотнений из мартенситно-стареющих сталей 228
6.7.1. Требования к уплотнениям 228
6.7.2. Конструкции уплотнений 230
6.7.3. Разработка новых конструкций металлических уплотнений для контейнеров с ОЯТ 235
6.8. Исследование процесса правки труб из материалов с высоким коэффициентом линейного расширения за счет релаксации внутренних напряжений 241
Выводы по главе 6 243
ГЛАВА 7. Общие принципы и методология повышения хладостоикости сталей перлитного и маретиситиого класса, разработка перспективных направлений и промышленное использование результатов работы ... 244
7.1. Общие принципы и методология повышения хладостойкости сталей перлитного и мартенситного класса 245
7.1.1. Способ повышения хладостойкости сталей феррито-перлитного класса 247
7.1.2. Способ повышения хладостойкости сварных соединений из феррито-перлитных сталей 249
7.1.3. Способ повышения хладостойкости коррозионно-стойкой стали мартенситного класса марки 07X16Н4Б 251
7.1.4. Способ термической правки изделий из мартенситно-стареющих сталей 252
7.1.5. Способ термической калибровки изделий из мартенситно стареющих сталей 253
7.1.6. Устройства для термической правки и калибровки труб 254
7.1.7. Способ правки трубчатых изделий, изготовленных из материалов с высоким коэффициентом линейного расширения 255
7.1.8. Разработка конструкций уплотнений фланцевых соединений 256
7.2. Промышленное использование результатов работы 256
Выводы по главе 7 259
Основные выводы по диссертационной работе 261
Литература
