Корпусные материалы

Стали для корпусов атомных реакторов нового поколения. Для корпусов реакторов нового поколения предлагаются стали 15Х2МФА-А модифи- каций А и Б. Сталь модификации А по существу представляет собой сталь 15Х2МФА откорректированного химического состава с введением в марочный химический состав никеля, как легирующего элемента в пределах 0,2÷0,4 %. Модификация Б по химическому составу является промежуточной между сталями 15ХНМФА-А и 15Х2МФА-А. Она имеет содержание никеля в пределах 0,6÷0,8 %.

Такое содержание никеля еще не приводит к заметному повышению темпа радиационного охрупчивания, определяемого величиной АF, а с учетом сделанной корректировки содержания хрома позволяет обеспечить хорошую прокаливаемость стали в больших сечениях и получение уровня прочности стали, соответствующего категории КП-45. Механические свойства сталей в составе поковок промышленного производства модификаций А и Б обеспечивают заданный уровень прочностных характеристик в толщине сечения заготовок до 450 мм – модификация А и до 540 мм – модификация Б, а также низкие значения критической температуры хрупкости, позволяющие установить при массовом промышленном производстве гарантированное значение Тко ≤ -35°С и значение коэффициента радиационного охрупчивания АF = 12,0 для стали 15Х2МФА-А модификации А и АF = 9,0 для стали модификации Б.

Обе новые модификации реакторной корпусной стали 15Х2МФА-А обладают высокой радиационной стойкостью вплоть до флюенса нейтронов F = 3⋅1020 н/см². Они также позволяют обеспечить уровень прочности материала, отвечающий категории КП-45 и низкое значение критической температуры хрупкости Тко≤ -35°С в толщине заготовок до 520 мм.

По всем этим характеристикам разработанные модификации реакторной стали не имеют аналогов в мире.

Хромистая радиационностойкая сталь для ядерных реакторов на быстрых нейтронах. Изобретение относится к металлургии, а именно к хромистой радиационностойкой стали, используемой для изготовления чехлов тепловыделяющих сборок (ТВС) ядерных реакторов на быстрых нейтронах, а также чехлов гильз системы управления и защиты нейтронных источников (СУЗ), оболочек тепловыделяющих элементов (твэлов) и других элементов конструкции активной зоны ядерного реактора. Сталь содержит углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, ванадий, ниобий, кальций, бор, равномерно распределенный в зернах наноразмерный оксид иттрия, железо и сопутствующие примеси при следующем соотношении компонентов, массовой долей в %: углерод 0,09-0,15, кремний 0,25-0,50, марганец 0,20-1,0, хром 11,0-13,5, никель 0,05-0,3, молибден 1,4-2,0, ванадий 0,10-0,30, ниобий 0,15-0,50, бор 0,004-0,015, кальций 0,001-0,05, оксид иттрия 0,1-0,3, железо и сопутствующие примеси - остальное. Повышается эксплуатационная надежность и безопасность реактора за счет повышения ресурса работы изделий до повреждающих доз 130-180 сна и температурах эксплуатации 650-710°С.

Известна хромистая сталь марки 05Х12Н2М, которая разработана в России для чехлов ТВС реакторов на быстрых нейтронах (ТУ 14-1-2761-79). Эта сталь содержит, массовую долю в %:

- углерод – 0,02-0,055;

- кремний – 0,10-0,20;

- марганец – 0,30-0,60; хром - 11,0-12,5;

- никель – 1,0-2,0;

- молибден - 0,6-1,0;

- сера – не более 0,015;

- фосфор – не более 0,015;

- азот – 0,01-0,02;

- железо – остальное.

Опыт эксплуатации реактора БН-600 с чехлами ТВС и чехлами гильз СУЗ из стали 05Х12Н2М показал, что эта сталь обладает относительно высоким сопротивлением радиационному распуханию.

Дата добавления: 2015-11-30