Анализ изменений механических свойств и наноструктуры металла корпуса ВВЭР-440 после отжига

Представлен анализ результатов международного проекта “ПРИМАВЕРА” по механическим испытаниям и структурным исследованиям первично и повторно после восстановительного отжига облученного материала корпуса ВВЭР-440. Анализируется роль химических элементов (Cu и P), определяющих степень радиационного охрупчивания сварных швов корпусов ВВЭР-440, при облучении, отжиге и повторном после отжига облучении. Показано что атомы меди формируют в процессе облучения мелкие кластеры (диаметр ~1–2 нм), в состав которых также входят атомы P, Si и Mn. Атомы фосфора сегрегируют на медных кластерах, дислокациях, границах зерен, а также образуют фосфорные кластеры и атмосферы. В процессе термического отжига при 475°С индуцированные облучением медно-обогащенные и фосфорные кластеры частично растворяются, повышая концентрацию меди в отожженном металле, которая существенно ниже по сравнению с необлученным материалом. Поскольку большая часть атомов меди после отжига содержится не в ферритной матрице, а в преципитатах, вклад атомов меди в повышение критической температуры хрупкости при повторном облучении минимизирован, а упрочнение и охрупчивание при последующем за отжигом облучении меньше, чем при первичном.

1. Amaev A., Kryukov A., Sokolov M. // ASTM STP1170. 1993. https://www.astm.org/stp24787s.html.

2. Zeman A., Chernobaeva A., Grafutin V., Rogozhkin S., Debarberis L., Ballesteros A., Erak D., Nikitin A. Proc. 25th Symposium on Effects of Radiation on Nuclear Materials. June 15–17, 2011. Anaheim, CA.

3. Chernobaeva A., Shtrombah J., Krjukov A., Erak D., Platonov P., Nikolaev J., Krasikov E., Debarberis L., Kohopaa Yu., Valo M., Vodenicharov S., Kamenove T. // Int. J. Press. Vessels Piping. 2007. V. 84. P. 151.

4. Rogozkin S., Chernobaeva A., Aleev A., Nikitin A., Zaluzhnyi A., Erak D., Shtrombakh Ya., Zabusov O., Debarberis L., Zeman A. Proc. PVP2009 / 2009 ASME Pressure Vessels and Piping Division Conference. July 26– 30, Prague, Czech Republic. 2009. PVP2009-78128.

5. Kryukov A., Debarberis L., von Estorff U., Gillemot F. // Int. J. Nucl. Knowledge Manage. 2010. V. 4. P. 301.

6. Штромбах Я.И., Чернобаева А.А., Николаев Ю.А., Красиков Е.А. // История науки и техники. 2013. № 8. С. 119.

7. Чернобаева А.А., Ерак Д.Ю., Медведев К.И., Красиков Е.А., Дадон М.В., Решетников А.А., Паль Н.В., Кочкин В.Н. // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика ядерных реакторов. 2020. № 3. С. 47.

8. ПНАЭ Г-7-002-86 Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. 1987.

9. Суворов А.Л., Рогожкин С.В., Залужный А.Г., Алеев А.А., Бобков В.Ф., Зайцев С.В., Карпов А.В., Козодаев М.А., Логинов Б.А., Макеев О.Н. // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Материаловедение и новые материалы. 2006. № 1(66). С. 3.

10. Рогожкин С.В., Агеев В.С., Алеев А.А., Залужный А.Г., Леонтьева-Смирнова М.В., Никитин А.А. // Физика металлов и металловедение. 2009. Т. 108. С. 612.

11. Hyde J.M., Byrke M.G., Gault B., Saxey D.Wf., Styman P., Wilford K.B., Williams T.J. // Ultramicroscopy. 2011. V. 111. P. 676.

12. Yamaguchi Y., Takahashi J., Kawakami K. // Ultramicroscopy. 2009. V. 109. P. 541.

13. Radiguet B., Barbu A., Pareige P. // J. Nucl. Mater. 2007. V. 360. P. 104.

14. Amaev A., Kryukov A., Levit V., Sokolov M. // ASTM STP1170. 1993. https://www.astm.org/stp24759s.html.

15. Davies M., Kryukov A., English C., Nikolaev Y., Server W.L. Proc. 19th International Symposium on Effects of Radiation on Materials. ASTM STP1366. 2000. https://www.astm.org/stp12378s.html.

16. Debarberis L., Sevini F., Acosta B., Kryukov A., Nikolaev Y., Amaev A., Valo M. // Int. J. Press. Vessels Piping. 2002. V. 79. P. 637.

17. Чернобаева А.А., Ерак Д.Ю., Медведев К.И. // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика ядерных реакторов. 2020. № 1. С. 72.

18. Ерак Д.Ю., Папина В.Б., Чернобаева А.А., Медведев К.И., Журко Д.А. // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика ядерных реакторов. 2017. № 2. С. 67.

19. Рогожкин С.В., Никитин А.А., Алеев А.А., Залужный А.Г., Чернобаева А.А., Ерак Д.Ю., Штромбах Я.И., Забусов О.О. // Ядерная физика и инжиниринг. 2013. Т. 4. № 1. С. 73.

20. Miller M.K., Nanstad R.K., Sokolov M.A., Russel K.F. // J. Nucl. Mater. 2006. V. 351. P. 216.

21. Miller M.K. Atom Probe Tomography: Analysis at the Atomic Level. 2000. New York, NY: Kluwer Academic.

22. Gurovich B.A., Kuleshova E.A., Lavrenchuk O.V., Prikhodko K.E., Shtrombakh Ya.I. // J. Nucl. Mater. 1999. V. 264. P. 333.

23. Забусов О.О., Красиков Е.А., Суворов А.Л., Pareige P., Radiguet B. // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение. 2003. № 3(83). С. 66.

24. Bischler P.J.E., Wild R.K. // ASTM STP1270. 1996. P. 260. https://www.astm.org/stp16478s.html.

25. Fedotova S.V., Kuleshova E.A., Gurovich B.A., Frolov A.S., Maltsev D.A., Zhuchkov G.M., Fedotov I.V. // J. Nucl. Mater. 2018. V. 511. P. 30.