Жизнь стали в реакторе на быстрых нейтронах
15-19 июня в Объединенном институте ядерных исследований (ОИЯИ) в Дубне прошла Международная конференция «Исследования конденсированных сред на реакторе ИБР-2», в работе которой принял участие ведущий инженер НИЦ «Курчатовский институт» – ЦНИИ КМ «Прометей» Михаил Федосеев.
Специалист «Прометея» выступил с докладом по теме «Исследование фазового состава сварных швов аустенитных нержавеющих сталей». Этот материал применяется для изготовления оборудования конструкций реакторных установок на быстрых нейтронах (РУ БН). Длительная эксплуатация в интервале температур ~500-550 °С приводит к снижению пластичности, ударной вязкости и трещиностойкости металла за счет формирования вторичных фаз на межзёренных, специальных и межфазных границах. Старение аустенитных хромоникелевых сталей приводит к образованию карбидных и интерметаллидных фаз, что вызывает резкую потерю пластичности и длительной прочности материала.
В ходе представленной работы была исследована сталь 08Х16Н11М3 после эксплуатации в течении 195000 часов при 515 °С. Для исследования применен метод дифференциального физико-химического фазового анализа, который позволяет оценить изменения металла и прогнозировать возможность его безопасной эксплуатации.
Ранее проведены работы по исследованию изменений фазового состава металла сварного шва аустенитных нержавеющих сталей марок 10Х18Н9, 08Х16Н11М3, сварные швы которых выполнены с использованием электродов марки А-2 (А-1) или сварочной проволоки марки Св-02Х17Н10М2 в интервале рабочих температур ~500-550 ° С. Для оценки фазовых изменений в материале использовались испытания на ударный изгиб при +20 °С. Также проводилась рентгеновская и нейтронная дифракция и малоугловое нейтронное рассеяние. Установлено, что тепловое охрупчивание после ускоренного лабораторного старения металла аустенизированных и неаустенизированных швов при температуре 700 °С происходит за счет появления и роста хрупких интерметаллидов.
Данное исследование позволяет сосредоточиться на промежуточных состояниях с небольшими изменениями фазового состава мелкодисперсных выделений для получения данных о кинетике процесса превращения по мере увеличения времени старения. Метод карбидных осадков позволяет получать данные о дисперсных фазах там, где дифракцией цельных образцов не было зафиксировано каких-либо других фаз в составе пробы. Представленная методика повышает точность прогноза состояния конструкционного материала в ходе эксплуатации РУ БН.
Фото – ОИЯИ