Механические испытания на сдвиг по схеме «Шео-Панч» и на «одноосное растяжение».




Механические испытания облученных и необлученных образцов до и после длительного отжига проведены по схеме «Шео-Панч» и выполнены с использованием матрицы диаметром 1,06 мм. Схема с «большой матрицей» диаметром 1,6 мм более удобна (менее чувствительна к геометрии пробы и позволяет получить большую пластическую зону), но она не пригодна для образцов шириной менее 3 мм - 3.5 мм. Внешний вид одного из образцов после испытаний по схеме «Шео-Панч» приведен на Рисунок ‑ 12, где видно отверстие диаметром 1 мм, оставленное пуансоном

Рисунок ‑ 12 ‑ Внешний вид образца после проведения испытаний по схеме «Шео-Панч».

На Рисунок ‑ 13 приведены экспериментальные кривые, полученные в ходе механических испытаний. Видно, что облученный образец более прочный и имеет меньшую пластичность (разрушается при меньшей глубине проникновения пуансона). Из указанных диаграмм были найдены значения предела текучести «на сдвиг» tТ и оценена величина пластичности (по глубине внедрения пуансона до разрушения).

 
 

 
 

Рисунок ‑ 13– Диаграммы деформации образцов из стали 12Х18Н10Т. 1 – необлученный образец, 2 – облученный образец.

С использованием специально полученного корреляционного графика соотношения пределов текучести «на сдвиг» и «на растяжение», из величины tТ была определена величина s02. Значение предела текучести для необлученного отожженного образца составляет 310 МПа - 330 МПа. Такая величина типична для стали, подвергнутой аустенизации и холодной деформации на 10 % – 15 %.

В Таблице 5 представлены результаты механических испытаний на «одноосное растяжение» материалов, облученных до высоких повреждающих доз и подвергнутых долговременному отжигу. Для сравнения приведены данные для материалов без отжига, облученных в предельно близких (доза, температура) условиях.

Таблица 5 ‑ Механические свойства высокооблученной стали, подвергнутой долговременному отжигу.

Образец Отмет-ка Доза, сна Темп-ра облуче-ния, °С Темп-ра отжига, °С Длитель-ность отжига, часы Предел текучести, кг/мм2 Предел прочнос-ти, кг/мм2 Равномер-ное удлинение, %
Облучение без отжига -160         4-6
2.1 -275              
1.1* -275         60-70
Облучение без отжига       90-100 <1
3.2 +175             <2

Как следует из Таблицы 5 (позиции 1‑3), долговременное старение снижает прочность материала тем сильнее, чем выше температура старения по отношению к температуре облучения. Одновременно несколько улучшается пластичность материала.

В случае, если температура при долговременном старении ниже температуры облучения (см.позиции 4‑5 в Таблице 5), то прочность материала практически не изменяется. Подчеркнем, что в этом случае материал, хрупкий после облучения (см.позицию 4 – для отметки «0» удлинение менее единиц процентов) не проявляет склонности к повышению пластических характеристик.

Существование зон «критического охрупчивания» на чехлах тепловыделяющих сборок.

Образцы отработавшего чехла ТВС ЦЦ‑19 реактора БН‑350 после поставки из МАЭК Казатомпром были слегка изогнутыми. Изменение формы облученных образцов объясняется релаксацией остаточных напряжений в материале. Образец из участка +175 мм от центра АЗ при приложение незначительного усилия (порядка 100 кг/см2) был разрушен. На рисунок ‑ 14 представлен излом этого образца. Излом хрупки и носит смешанный характер. В центральной части образца наблюдаются светлые трещины, которые вероятно являются оксидами. Характер излома и приложенное усилие говорят о низкой, практически нулевой пластичности материала.

Рисунок ‑ 14 ‑ Фрактография излома образца из отметки +175 мм от центра АЗ.

В результате механических испытаний приведенных в Таблице 5 (позиции 4-5) показано, что в образцах из отметки +175 очень низкая пластичность (менее 1‑2%). Длительный отжиг не привел к повышению пластичности материала.

На основание проведенных механических испытаний облученных и отожженных образцов чехла ТВС реактора БН‑350 можно сделать следующие выводы:

Долговременное термическое старение снижает прочность материала тем сильнее, чем выше температура старения по отношению к температуре облучения. В случае, если температура при долговременном старении ниже температуры облучения (см.позиции 4‑5 в таблице 5), то прочность материала практически не изменяется.

В чехле после облучения имеются зоны с нулевой пластичностью.

 

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2018-09-16 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: