Введение 6
1 Аналитический обзор литературы 7
1.1 Принцип работы ядерного реактора на тепловых нейтронах 7
1.2 Назначение, принцип работы и материал корпуса устройства локализации расплава 11
1.3 Химический состав, структура и механические свойства стали 12МХ 13
1.4 Термическая обработка 14
1.5 Ползучесть 19
1.6 Наследственно крупно и наследственно мелкозернистые стали 20
1.7 Выводы по аналитическому обзору литературы 22
1.8 Цели и задачи исследования 23
2 Материал и методики исследования 24
2.1 Материал исследования 24
2.2 Пробоподготовка образца 25
2.3 Металлографические исследования структуры стали 12МХ 27
2.3.1 Методика съемки и количественного анализа микроструктуры 27
2.3.2 Методика измерения микротвердости 27
2.4 Методика испытаний на одноосное статическое растяжение при различных температурах 28
2.5 Методика проведения испытаний на ударный изгиб 32
2.5.1 Измерение геометрии ударных образцов из стали 12МХ 33
3 Результаты и их обсуждение 34
3.1 Результаты металлографического исследования 34
3.2 Результаты измерения микротвердости стали 12МХ 37
3.3 Результаты испытаний на растяжение 38
3.3.1 Результаты расчётов коэффициента упрочнения и показателя степени деформационного упрочнения οбразцοв стали марки 12МХ в состоянии поставки и после прοвοцирующей термическοй οбрабοтки 40
3.4 Результаты испытаний на ударный изгиб образцов из стали 12МХ до и после термической обработки 42
Выводы 45
Список использованных источников 47
Ядерная энергетика (Атомная энергетика) - отрасль энергетики, занимающаяся производством электрической и тепловой энергии путём преобразования ядерной энергии. Атомная энергетика является одним из основных источников энергии в мире. По сравнению с другими главными источниками энергии, она подтвердила свою безупречность в экологической сфере.
Ядерная энергия производится в атомных электрических станциях, используется на атомных ледоколах, атомных подводных лодках. Потенциал ядерного топлива, применяемого в энергетике, намного выше, чем потенциал других возможных источников энергии. Использование атомной энергетики невозможно без введения системы безопасности высочайшего уровня. Устройство локализации расплавленного топлива (УЛР) - это разработка российских ученых, которая направлена на повышение безопасности эксплуатации ядерных реакторов. Его основное предназначение заключается в том, чтобы локализировать и удерживать расплавленные компоненты активной зоны, называемые кориумом, в случае аварии, когда корпус ректора разрушается. УЛР должно выдерживать высокотемпературное воздействие до 1200 °С, а также выдерживать высокие ударные и статические нагрузки.
На сегодняшний день для производства корпуса УЛР применяется высококачественная сталь 22К, которая обычно используется при изготовлении важных деталей, работающих при температурах до 450 ºС без ограничений по давлению.
Большая вероятность разрушения УЛР из-за колоссальных термических нагрузок в случае аварии к конструкционным материалам данного устройства предъявляют высокие требования к механическим свойствам материалов корпуса УЛР в условиях повышенных температур и ударных нагрузок. Разработка, исследование и модификация материалов, соответствующих эксплуатационным требованиям, являются актуальными задачами.
...
1) Металлографическое исследование показало, что термическая обработка (нагрев до 1200 °C, выдержка 3,7 часа и охлаждение на воздухе) сильно не изменила размер зерна. После термической обработки, представляет собой феррито-перлитную структуру в виде геометрически упорядоченных игл. Микроструктура в состоянии поставки имеет размер зерна феррита – 32,7 ± 9,2 мкм перлита – 45,6 ± 10,1 мкм. После термической обработки размеры зерен феррита – 33,8 ± 13,1 мкм и перлита 44,3± 9,1 мкм.
2) Микротвердость структуры стали 12МХ поставка: феррит – 164,4 ± 10,4 HV, перлит - 227,5 ± 11,1 HV; после ТО: феррит – 129,8 ± 11,9 HV, перлит – 197,6 ± 9,1. После термической обработки размер зерен не изменился, и уменьшилась микротвердость как феррита, так и перлита.
3) Исходя из результатов испытаний на растяжение, происходит уменьшение предела прочности от 480 МПа до 68 МПа, предела текучести от 267 МПа до 33,8 МПа. Значения относительного удлинения увеличиваются с 31,3% до 82,4%, а значения относительного сужения повысились с 45% до 88%. После термической обработки, понижение значений предела прочности с 387,2 МПа до 65,6 МПа, уменьшения значений предела текучести с 215,4 МПа до 31,1 МПа, увеличение относительного удлинения с 54,8% до 87,5%, увеличение относительного сужения с 42% до 85%.
...
