Необлученного материала

Коррозионно-механическая стойкость и долговечность работы любого металлического оборудования в основном определяются изменениями, происходящими в тонкой структуре металла (плотность и конфигурация скоплений дислокаций, микродеформация кристаллической решетки) при его изготовлении и эксплуатации под воздействием механических напряжений, как правило, сопровождающихся одновременным воздействием окружающей коррозионно-активной среды. Величина и характер этих изменений существенно влияют на физико-механические и электрохимические свойства металлов, вызывая значительные отклонения параметров его исходного состояния. Это может привести к материально-техническим потерям из-за преждевременного выхода из строя металлического оборудования и необходимости его замены еще до выработки нормативного срока службы. Особенно интенсивно изменения субструктуры металла происходят при действии переменных нагрузок, причем эти изменения отличаются сложной кинетикой протекания [39], включающей в себя чередование стадий деформационного упрочнения и разупрочнения. Этот факт при общепринятой оценке усталостной долговечности не учитывается, и на макроуровне все материалы однозначно делятся на циклически упрочняющиеся, циклически стабильные и разупрочняю-щиеся. Поэтому при определении усталостной долговечности материалов различного оборудования необходим тщательный учет состояния их тонкой структуры в течение всего времени эксплуатации при заданных параметрах нагружения. Это возможно выполнить, так как существующие физические и электрохимические методы исследований (рентгенография, электронная микроскопия, микротвердость, твердость, прицельные электрохимические измерения) инструментально позволяют оценить локальные явления при усталости и коррозионной усталости. Между тем существующие нормы и методы расчета на прочность и долговечность оборудования, работающего в сложных, периодически изменяющихся, зачастую осложненных действием коррозионной среды условиях

Выбор закона движения толкателя зависит от нагрузки, от сил инерции Ря (определяемой ускорением толкателя) и нагрузки от заданных сил, главным образом сил полезного сопротивления—Рпс. Если Ря мало отличаются по величине °т ''по то необходим тщательный анализ всех участков выбираемого закона движения. Это имеет место в быстроходных механизмах. К тихоходным механизмам относят такие, в которых Рпс в несколько раз больше Ри, вследствие чего влияние закона движения толкателя менее ощутимо.

Для осуществления эффективной противокоррозионной защиты металла котлов необходим тщательный контроль за химическим составом примесей питательной воды, особенно ее щелочностью, общим солесодержанием и рН.

При реализации окислительных режимов необходим тщательный контроль за электропроводимостью воды.

Радиационные нарушения трудно проанализировать без точного знания воздействия излучения на основные элементы электронных систем. Поскольку основная функция сопротивлений сводится к регулированию условий работы и контроля, то любые изменения, вызванные излучением, могут привести к массовому взаимодействию элементов. Для создания схем, способных устойчиво работать в интенсивных радиационных полях, необходим тщательный отбор сопротивлений, стойких к радиационным нарушениям.

Обнаружение сверхпластичности в ультрамелкозернистых материалах при относительно низких температурах и очень высоких скоростях деформации указывают на возможность значительного и эффективного повышения уровня использования сверхпластической формовки в различных промышленных сплавах за счет измельчения их структуры. Однако для достижения более высоких сверхпластических свойств в ультрамелкозернистых сплавах необходим тщательный контроль за их микроструктурой и фазовым составом.

Для обеспечения качественной пропитки необходим тщательный расчет темплоемкости системы, учитывающий температуру подогрева, массу волокна, оправки или формы, объем выпоров и др. Так, например, если волокна не подогреты до необходимой температуры, то матрица затвердеет прежде, чем произойдет полная пропитка.

Радиоактивные изотопы применяются для метки различных марок стали. Для этого при плавке к стали добавляется нек-рое количество радиоактивного изотопа.С помощью \'-счетчика можно определить марку сплава в течение неск. минут. Этот способ особенно важен при использовании сплавов в условиях сильно агрессивной среды, высокой темп-ры, в атомных реакторах, когда необходим тщательный контроль всех изделий. См. также Гамма-дефектоскопия. C.J3. Бакштейн.

чеством неметаллич. включений и необходим тщательный контроль за отсутствием металлургич. дефектов

в дистиллированной воде [42]. Все материалы были термообрабо-таны примерно до одинаковой прочности: предел текучести —1485 МПа и временное сопротивление ~1650 МПа. Время до разрушения образцов с предварительно нанесенной трещиной для разных сталей отличается на порядки, что, по-видимому, следует объяснить влиянием химического состава [15, 42]. Как видно из табл. 1, для выявления наиболее важных примесей, определяющих такое поведение, необходим тщательный анализ. Можно отметить возрастание содержания хрома и кремния и уменьшение концентрации никеля и марганца в последовательности 4340, D6aC, Н-11. Для высоконикелевых, низкохромистых сталей 9№ — 4Со очевиден эффект углерода и молибдена.

Наиболее сложной является вторая задача, для решения которой необходим тщательный учет всего комплекса конструктивных, технологических и экономических данных.

Растворимость натриевого стекла в разбавленных кислотах увеличивается при облучении а-частицами [207] в большей степени, чем пирекса. Скорость растворения, первоначально высокая, постепенно уменьшается и становится равной скорости растворения необлученного материала. Это позволяет предположить, что изменению при облучении подвергся только поверхностный слой вследствие ослабления потока а-частиц в стекле. Хотя результаты этих опытов свидетельствуют, что натриевое стекло становится более восприимчивым к воздействию кислот после облучения а-частицами, результаты других опытов показывают, что химическая стойкость этого стекла не меняется при дозах вплоть до 2,5-1010 эрг /г при облучении электронами с энергией 2 Мэв [149]. Изменения плотности и сопротивления изгибу стекла, облученного электронами, незначительны, теплота растворения не меняется.

где а0 — электропроводность необлученного материала; R — мощность дозы; А — показатель восстановления связей; (А = 1 означает отсутствие восстановления связей, А <С 1 означает, что происходит быстрое восстановление связей; из теоретических соображений А = 0,5; w — потенциальная энергия свободных электронов; Т — абсолютная температура (°К).

Вейсерт [73] показал, что облучение низколегированной стали 1,25 вес.% Сг —0,5 вес.% Мо в интервале температур 385—649° С интегральным потоком 3-Ю10 нейтрон/см2 (Е > 1 Мэв) может резко влиять на прочностные свойства при комнатной температуре. Прочностные свойства имеют наибольшую величину при температуре облучения 385° С, а затем понижаются и остаются одинаковыми, пока не будет достигнута температура выше 871° С. При температуре облучения 927° С прочностные свойства становятся хуже, чем свойства необлученного материала.

В любом случае облучение при повышенных температурах, независимо от предварительной подготовки материала, приводит к увеличению-пределов прочности и текучести и соответственно к уменьшению пластичности. Исключение составляют те же материалы, облученные при 380° С и испытанные после облучения при комнатной температуре. В этом случае материалы, получившие 13 и 25% холодной деформации перед облучением, показали уменьшение пределов текучести и прочности после облучения и очень небольшое изменение пластичности. Эти результаты указывают, что влияние предварительной холодной обработки уменьшается, если облучение производить при повышенных температурах (см. табл. 5.6), Влияние температуры и времени отжига на облученный циркалой-2 изучал также Хоув [39] (см. табл. 5.8). Он показал, что после облучения при 50° С интегральным потоком 9-Ю19 нейтрон 1см2 для частичной ликвидации последствий облучения потребовалось 140 мин. За это время восстанавливалась в основном пластичность'циркалоя-2, но еще оставались существенно повышенными значения пределов текучести и прочности. Как можно видеть в табл. 5.7, для циркалоя-2, облученного до такого же уровня при 280° С, требовалось только 60 мин для восстановления пределов прочности и текучести в такой же степени, в какой они восстанавливались за 140 мин в материале, облученном при 50° С. : Часовой послерадиационный отжиг циркалоя-2, облученного интегральным потоком 9-Ю19 нейтрон/см2 при 50° С, проводили в интервале температур 150—400° С (см. табл. 5.8). Из табл. 5.8 видно, что отжига в течение часа при 335° С было достаточно, чтобы началось восстановление свойств. Одного часа при 400° С было достаточно для ослабления :влияния облучения настолько, что свойства материала после облучения и отжига были близки к свойствам необлученного материала. Хоув [40J сообщает также, что облучение циркалоя-2 при 220 и 280° С не повлияло 1в заметной степени на его сопротивление удару.

С ростом температуры испытаний разница в свойствах облученного и необлученного материала уменьшается.

В гл. 1 было показано, ,что основные физические свойства1 полученных по электродной технологии графитовых конструкционных материалов, к которым относится и реакторный графит, определяются главным образом двумя факторами—пористостью и совершенством кристаллической структуры. В этой1 главе приводится описание радиационного воздействия на материалы и прежде всего изменение ;структурных характеристик углеродных материалов. При рассмотрении действия облучения на графит изменением макропористости можно пренебречь, поскольку изменение макропористости относительно 'исходной величины незначительно. Поэтому в дальнейшем пористость принимается равной пористости необлученного материала.

В результате облучения параметр решетки увеличивается и тем сильнее, чем ниже температура облучения и выше накопленная доза (рис. 3.2). Общий характер зависимости параметра с от температуры обработки сохраняется тот же, что и у необлученного материала. В то же время относительный прирост параметра А с/с у не-графитированных образцов заметно выше, чем у графитирован-ных, по крайней мере до температуры облучения 200° С (см. рис. 3.2). Для графитированных образцов А с/с мало зависит от совершенства кристаллической структуры и в первом приближении может быть принято оди«аковым для разных материалов. Поэтому при построении зависимостей относительного изменения параметров кристаллической решетки от дозы облучения можно использовать данные, полученные на образцах различных марок графита, в том числе и зарубежных [187, 220].

пература, при которой производится измерение теплопроводности, тем ближе она к теплопроводности необлученного материала [228], т. е. эффект падения теплопроводности облученного графита снижается с ростом температуры измерения [160]. Из представленных на рис. 3.7 данных видно, что теплопроводность реакторного графита, облученного флюенсом 2-Ю21 нейтр./см2 при 300° С, в 10 раз ниже, чем у необлученного материала, в то время как при 600—700° С она ниже всего иа 50% [83]. Высокотемпературное (500—1000° С) ; облучение флюенсом (1,7-т--=-6,0)-1021 нейтр./см2 графитов, полученных из гилсонитовоп> и иглообразных коксов, снижает их первоначальную теплопроводность до уровня 0,04—0,08 кал/(см-с-град). Как показали Энгл и Каяма [214], это снижение для указанных условий облучения оказалось независимым от вида исследованных материалов.

Достигнутый уровень изменения Ар/р тем выше, чем совершеннее структура материала. Для исследованных материалов, отличающихся степенью совершенства кристаллической структуры, анизотропией и т. д. и облученных различными флюенсами нейтронов в широком диапазоне температуры, имеет место пропорциональность между робл/рисх и обратной величиной электросопротивления необлученного материала. Значения робл/рисх^ <1 получаются при облучении неграфитированных образцов (рис. 3.18).

Для искусственных поликристаллических графитовых материалов, получаемых методами электродной технологии, величина радиационного роста твердости, так же как и модуля упругости, изменяется в широких пределах. Она зависит от многих факторов: температуры обработки, уплотняющих пропиток и т. д. Для необлученного материала твердость с ростом тем-лературы обработки снижается. Около 2100° С намечается невысокий максимум. После облучения характер рассматриваемой зависимости остается тем же. Зависимость изменения твердости при облучении от температуры обработки полуфабрикатов графитов марок ГМЗ и КПГ иллюстрирует табл. 3.12.

где аисх — величина предела текучести необлученного материала; Дсгкл, Аад.п, Аоп, Аач — приросты предела текучести соответственно за счет наличия кластеров, дислокационных петель, пор и частиц выделений.