Госконтракт (Росатом) № Н.4f.45.90.11.1122 от 06.04.2011 г. «Создание и исследование дисперсно-упрочненных радиационно-стойких жаропрочных материалов с внутренним азотированием для элементов активных зон реакторов нового поколения» по теме: «Разработка опытной технологии азотирования и получение упрочненных образцов труб» (2011 г.).

 

Целью настоящей работы является получение жаропрочного и радиационно-стойкого дисперсно-упрочненного материала (ДУМ) для оболочек твэлов и других элементов активных зон реакторов на быстрых нейтронах нового поколения на основе нержавеющих ферритных сталей типа Х17, упрочненных методом внутреннего азотирования дисперсными нитридами и обладающих уровнем прочности, в 1,5-2,0 раза превышающим прочность ферритных сталей при температурах 20-800 °С, с целью повышения безопасности и эксплуатационных характеристик элементов активных зон реакторов нового поколения.

 

Разработана опытная технология дисперсионного упрочнения особотонкостенных труб из сталей типа Х17 (Х26) методом внутреннего азотирования.

 

Разработана опытная установка для проведения азотирования образцов из конструкционных сталей, предложен прототип опытно-промышленной установки и разработаны предложения по опытно-промышленной технологии изготовления тонкостенных труб из дисперсионно-упрочненного материала.

 

Проведены исследования структуры и механических свойств азотированных образцов, в том числе исследование химического состава методом газового, микрорентгеноспектрального и атомно-эмиссионного анализа, анализ микроструктуры методом оптической и просвечивающей электронной микроскопии и рентгеновской дифрактометрии, механические испытания на растяжение, длительную прочность и ползучесть при различных температурах, а также измерение микротвердости.

 

(а)                                          (б)

Микроструктура сталей после различных режимов обработки: а - стали 08Х17Т после азотирования, 4 ч и отжига при 700 ºС, 1,5 ч; б - сталь 15Х25Т после азотирования, 4 ч и отжига при 700 ºС, 5 ч

 

Проведены исследования привеса массы образцов в процессе азотирования и анализ качества поверхности образцов после азотирования.