сгенерировать QR код
Открытый доступ
Только для подписчиков
К вопросу о моделировании теплового старения посредством нейтронного облучения и отжига
Аннотация
Выполнена верификация нового метода прогнозирования длительного теплового охрупчивания стали, вызванного сегрегацией фосфора. Метод базируется на результатах испытаний на ударную вязкость или трещиностойкость образцов после их относительно краткосрочного нейтронного облучения и последующего отжига. Рассмотрены особенности хрупкого разрушения материала в различных состояниях. Представлены экспериментальные доказательства сильного ускорения диффузии фосфора под воздействием нейтронного облучения.
Об авторах
Б. З. Марголин
ФГУП ЦНИИ КМ «Прометей», Санкт-Петербург
Россия
д-р техн. наук
Россия
д-р техн. наук
Е. В. Юрченко
ФГУП ЦНИИ КМ «Прометей», Санкт-Петербург
Россия
канд. техн. наук
Россия
канд. техн. наук
В. А. Потапова
ФГУП ЦНИИ КМ «Прометей», Санкт-Петербург
Россия
Россия
Список литературы
1. Svan t e A. A. On the Influence of Carbonic Acid in the Air Upon the Temperature of the Ground // Philosophical Magazine and Journal Science. – 1896. – Ser. 5, V. 41. – P. 237–276.
2. Устиновщиков Ю. И., Банных О. А. Природа отпускной хрупкости сталей. – М.: Наука, 1984. – 240 с.
3. Утевский Л. М., Гликман Е. Э., Карк Г. С. Обратимая отпускная хрупкость стали и сплавов железа. – М.: Металлургия, 1987. – 222 с.
4. Hollomon J. H., Jaffe L. D. Time-temperature relations in tempering steel // Trans. Amer. Min. Met. Engrs. – 1945. – N 162. – P. 223–249.
5. ПНАЭ Г-7-002–86. Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. – М.: Энергоатомиздат, 1989.
6. McLean D. Grain Boundaries in Metals. Oxford Univ. Press, London and New York, 1957.
7. Марголин Б. З., Юрченко Е. В., Морозов А. М., Чистяков Д. А. Новый метод прогнозирования теплового старения сталей корпусов реакторов типа ВВЭР // Вопросы материаловедения. – 2013. – № 3(75). – C. 120–134.
8. Margolin B. Z., Yurchenko E. V., Morozov A. M., Chistyakov D. A. Prediction of the effects of thermal ageing on the embrittlement of reactor pressure vessel steels // J. Nucl. Mater. – 2014. – V. 447, is. 1–3. – P. 107–114.
9. Патент РФ на изобретение № 2431342. Способ оценки степени охрупчивания материалов корпусов реакторов ВВЭР-1000 в результате термического старения / Марголин Б. З., Юрченко Е. В., Морозов А. М., Чистяков Д. А. – 2014.
10. Печенкин В. А. О сегрегации на границах зерен при облучении многокомпонентных сплавов // Препринт ФЭИ-2788, Обнинск, 1999. – 46 с.
11. Pechenkin V. A., Stepanov I. A., Konobeev Yu. V. Modeling of phosphorus accumulation on grain boundaries in iron alloys under irradiation // 20th Int. Symp. “Effects of Radiation on Materials”, ASTM STP 1405, 2001. – P. 174–187.
12. Alekseenko N. N., Amaev A. D., Gorynin I. V., Nikolaev V. A. Radiation Damage of Nuclear Power Plant Pressure Vessel Steels. – Am. Nucl. Soc., La Grangeark, Illin., USA, 1997.
13. Карк Г. С. О роли радиационно стимулированной диффузии примесей в охрупчивании перлитной стали при нейтронном облучении // Металловедение и термическая обработка сталей для оборудования энергоустановок (Труды ЦНИИТМАШ). – 1983. – № 177.
14. Шалаев А. М. Радиационно-стимулированная диффузия в металлах. – М.: Атомиздат, 1972. – C. 148
15. Dienes G. J., Damask A. C. Radiation enhanced diffusion in solids // J. Appl. Phys. – 1958. – V. 29. – P. 1713–1721.
16. Dienes G. J., Vineya r d G. H. Radiation effects in solids. – New York: Interscience Publishers, 1957. – 226 p.
17. Heitkamp D., Biermann W. Effect of alpha bombardment on the diffusion of lead in silver // Acta met. – 1966. – V. 14. – P. 1201–1217.
18. Okamoto P. R., Rehn L. E. Radiation-induced segregation in binary and ternary alloys // J. Nucl. Mater. – 1979. – V. 83. – P. 2–23.
19. Bischler P. J. E., Wild R. K. A microstructural study of phosphorus segregation and intergranular fracture in neutron irradiated submerged-arc weld // Effects of Radiation on Materials: 17th International Symposium, ASTM STP 1270; ASTM; 1996. – P. 260–273.
20. McElroy R. J., English C. A. , Foreman A. J., Gage G., Hyde J. M., Ray P. H. N., Vat-terI. A. Temper embrittlement, irradiation induced phosphorus segregation and implications for postirradiation annealing of reactor pressure vessels. Effects of Radiation on Materials // 18th International Symposium, ASTM STP1325; ASTM, 1999. – P. 296–316.
21. Gurovich B. A., Kuleshov a E. A., Shtrombak h Ya. I., Zabusov O. O., Krasik ov E. A. Intergranular and intragranular phosphorus segregation in Russian pressure vessel steels due to neutron irradiation // J. Nucl Mater. – 2000. – V. 279. – P. 259–272.
22. Kimura A., Shibata M., Kasada R., Fujii K., Fukuya K., Nakata H. Assessment of Neutron Irradiation-Induced Grain Boundary Embrittlement by Phosphorous Segregation in a Reactor Pressure Vessel Steel. // J. ASTM Int. – 2005. – V. 2 (JAI12 398).
23. Nishiya ma Y., Onizawa K., Suzuki M., Anderegg J. W., Nagai Y., Toyama T., Hasegawa M., Kameda J. Effects of neutron-irradiation-induced intergranular phosphorus segregation and hardening on embrittlement in reactor pressure vessel steels // Acta Mater. – 2008. – V. 56. – P. 4510–4521.
24. Nishiyama Y., Yamagushi M., Onizawa K., Iwase A., Matsuzawa H. Effects of neutron-irradiation-induced intergranular phosphorus segregation and hardening on embrittlement in reactor pressure vessel steels // J. ASTM Int. – 2009. – Int.6 (JAI10195). – 8 p.
25. Хоуторн Дж. Р. Радиационное охрупчивание. Охрупчивание конструкционных сталей и сплавов / Под ред. К. Л. Брейента и С. К. Бенерджи / Пер. с англ. – М.: Металлургия, 1988. – P. 423–479.
26. Andrieu A., Pineau A., Joly P., Roch F. On Modeling of Thermal Embrittlement in PWR Steels using the Local Approach to Fracture // Materials of 13th International Conference on Fracture June 16– 21, 2013, Beijing, China.
27. Park Sang - Gyu , Lee Ki-Hyoung, Min Ki-Deuk, Kim Min - Chul, Lee Bong-Sang. Influence of the thermodynamic parameters on the temper embrittlement of SA508 Gr.4N Ni–Cr–Mo low alloy steel with variation of Ni, Cr and Mn contents // J. Nucl. Mater. – 2012. – V. 426. – P. 1–8.
28. Margolin B. Z., Shvetsov a V. A., Gulenko A. G. Radiation embrittlement modeling in multi-scale approach to brittle fracture of RPV steels // Int. J. of Fracture. – 2013. – V. 179, is. 1. – P. 87–108.
29. Margolin B. Z., Shvetsova V. A., Gulenko A. G., Kost ylev V. I. Prometey local approach to brittle fracture: development and application // Eng. Fracture Mech. – 2008. – V. 75. – P. 3483–3498.
30. Рыбин В. В., Николаев В. А. О механизмах, определяющих зависимость радиационного охрупчивания корпусной стали от ее химического состава // Вопросы материаловедения. – 1995. – № 1. – 27 с.
31. Lejcek P. Grain boundary segregation in metals. – Springer Heidelberg, Dordrecht, London, New York, 2010.
32. Марголин Б. З., Юрченко Е. В., Морозов А. М., Пирогова Н. Е. Анализ эффекта флакса нейтронов применительно к радиационному охрупчиванию материалов корпусов реакторов ВВЭР // Вопросы материаловедения. – 2012. – № 2(70). – С. 177–196.
33. Margolin B. Z., Yurchenko E. V., Morozov A. M., Pirogova N. E., Brumovsky M. Analysis of a link of embrittlement mechanisms and neutron flux effect as applied to reactor pressure vessel materials of WWER // J. Nucl. Mater. – 2013. – V. 434. – P. 347–356.
34. Потак Я. М. Хрупкие разрушения стали и стальных деталей. – М.: Оборонгиз, 1955. – 388 с.
35. Макклинток Ф., Аргон А. Деформация и разрушение материалов. – М.: Мир, 1970.– 443 с.
Рецензия
Для цитирования:
Марголин Б.З., Юрченко Е.В., Потапова В.А. К вопросу о моделировании теплового старения посредством нейтронного облучения и отжига. Вопросы материаловедения. 2016;(3(87)):211-219.
For citation:
Margolin B.Z., Yurchenko E.V., Potapova V.A. On modeling of thermal aging by neutron irradiation and annealing. Voprosy Materialovedeniya. 2016;(3(87)):211-219. (In Russ.)
Просмотров:
188
Послать статью по эл. почте 