Введение
1. Аналитический обзор литературы 10
1.1 Структура и механические свойства циркониевых сплавов 10
1.1.1 Химический состав, структура и свойства промышленных сплавов циркония 10
1.1.2 Технологический процесс производства циркония ядерной чистоты и промышленных сплавов на основе циркония 19
1.1.3 Совершенствование сплавов циркония 25
1.2 Коррозионное разрушение сплавов циркония 28
1.2.1. Равномерная коррозия 28
1.2.2 Локальная коррозия (коррозионное растрескивание под напряжением) 30
1.3 Охрупчивание оболочек ТВЭЛов при высокотемпературном окислении 32
1.3.1 Авария типа LOCA 32
1.3.2 Микроструктура и разрушение оболочек ТВЭЛов после высокотемпературного окисления 34
1.3.3 Требования, предъявляемые к ТВЭЛам, и исследование их поведения в аварийных условиях 36
1.4 Методы оценки пластичности и сопротивления разрушению циркониевых сплавов 39
1.5 Устойчивость пластического течения и технологическая пластичность циркониевых сплавов 44
1.6 Применение метода акустической эмиссии для анализа процессов деформации и разрушения 48
1.7 Выводы и постановка задачи исследования 48
2. Материал и методики исследования 53
2.1 Материал 53
2.2 Механические испытания 56
2.2.1 Определение параметров трешиностойкости оболочечных труб в состоянии поставки и после КРН-испытаний 56
2.2.2 Оценка трешиностойкости оболочечных труб по критическому коэффициенту интенсивности напряжений Кс 60
2.2.3 Оценка трешиностойкости оболочечных труб по энергетическому параметру нелинейной механики разрушения J— интеграл 61
2.2.4 Оценка трешиностойкости оболочечных труб после высокотемпературного окисления 63
2.3 Методика приготовления объектов исследования и анализ структуры и изломов 65
3. Пластичность и статическая трещиностойкость оболочечных труб в состоянии поставки 68
3.1 Испытания на растяжение и анализ диаграмм деформации 68
3.1.1 Подготовка образцов и проведение испытания 68
3.1.2 Определение характеристик пластичности и деформационного упрочнения 69
3.1.3 Пластичность сплавов Э110, Э635 и их модификаций с разной степенью рекристаллизации 71
3.1.4 Трещиностойкость сплавов Э110, Э635 и их модификаций в состоянии поставки 73
3.1.5 Строение изломов образцов труб после испытаний на трещиностойкость 74
4. Сопротивление коррозионному разрушению и трещиностойкость образцов труб после КРН-испытаний 79
4.1 Методика локальных КРН - испытаний тонкостенных оболочечных труб с измерением акустической эмиссии 79
4.1.1 Схема установки и условия испытаний 79
4.1.2 Измерение АЭ: аппаратура и информативные параметры 81
4.1.3 Количественная оценка коррозионной повреждаемости труб 84
4.2 Трещиностойкость образцов труб после КРН-испытаний с полным погружением в коррозионную среду 87
4.2.1 Предварительное нагружение образцов внутренним давлением 87
4.2.2 Трещиностойкость и количественный анализ коррозионных дефектов сплавов после КРН испытаний 89
5. Факторы охрупчивания и трещиностойкость оболочечных труб после высокотемпературного окисления 94
5.1 Проведение испытаний образцов труб после высокотемпературного окисления под внутренним давлением 94
5.2 Структурные исследования 96
5.2.1 Методики анализа микроструктуры оболочечных труб после высокотемпературного окисления 97
5.2.2 Анализ параметров микроструктуры сплавов после высокотемпературного окисления 102
5.3 Количественный анализ изломов образцов после испытаний на трещиностойкость 107
5.4 Взаимосвязь параметра трещиностойкости Кс с характеристиками изломов 113
5.5 Изменение микротвердости по толщине стенки охрупченных образцов 114
5.6 Определение содержания кислорода и водорода 116
5.7 Распределение химических элементов по толщине стенки трубы 123
5.8 Микростроение изломов 125
5.9 Влияние микроструктуры на трещиностойкость «ех-р»-слоя 129
Выводы 133
Список использованных источников 135
