Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Крикун_04_26.1.5. совсем новое.doc
Скачиваний:
21
Добавлен:
17.09.2019
Размер:
4.16 Mб
Скачать

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЯДЕРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИФИ»

Физико-технический факультет

кафедра №9 «Физические проблемы материаловедения»

Пояснительная записка

к курсовому проекту по учебной дисциплине

«Физическое материаловедение»

на тему:

«Разработка материала на основе системы сплавов цирконий - ниобий для оболочки тепловыделяющего элемента реактора на тепловых нейтронах»

Вариант: 26.1.5 Группа Ф8-04

Выполнил студент ________________ Крикун Е.В.

Преподаватель ________________ Сучков А.Н.

Эксперт-метролог ________________ Грехов М.М.

Консультанты: ________________ Якушин В.Л.

________________ Стаценко В.И.

________________ Шульга А.В.

Москва, 2012г.

Аннотация

На основании анализа заданных условий эксплуатации конструктивного элемента устройства дана характеристика и сформулированы требования к материалу тепловыделяющего элемента для реактора на тепловых нейтронах. С учетом литературных данных разработан состав материала, удовлетворяющий данным требованиям:

Zr + 1,0%Nb + 0,5%Sn + 0,14% Fe + 0,13%O

Предложены меры по стабилизации структурно-фазового состояния сплава в условиях облучения, воздействия среды и нагрузок в ядерном реакторе. Представлена технология изготовления оболочки твэла.

Работа может быть полезна для студентов физико-технических специальностей.

Содержание

Аннотация

2

Содержание

3

Введение

4

1

Исходные данные к проекту

5

1.1

Индивидуальное задание

5

1.2

Описание конструктивного элемента.

5

1.3

Характеристика основы

7

1.3.1

Цирконий-ниобиевые сплавы

10

1.4

Характеристика теплоносителя и топлива

12

2

Анализ исходных данных и характеристика требуемого материала.

15

2.1

Анализ влияния температуры

15

2.2

Механизм деформации

15

2.3

Оценка радиационного повреждения металла

16

2.3.1

Радиационное упрочнение и охрупчивание цирконий-ниобиевого сплава

16

2.3.2

Сопротивление хрупкому разрушению цирконий-ниобиевого сплава

17

2.3.3

Радиационная ползучесть цирконий-ниобиевого сплава

18

2.3.4

Радиационный рост цирконий-ниобиевого сплава

20

2.4

Анализ взаимодействия основы со средой

21

2.4.1

Взаимодействие основы с теплоносителем

21

2.4.2

Взаимодействие с топливом и продуктами деления

23

2.5

Характеристика требуемого материала

24

3

Требования к свойствам разрабатываемого материала

25

4

Эволюция структурно-фазового состояния материала

26

4.1

Проявление водородной хрупкости в цирконий-ниобиевых сплавах

26

4.2

Зависимость водородной хрупкости от внешних и внутренних факторов

29

4.3

Основные пути снижения водородной хрупкости цирконий-ниобиевого сплава

32

5

Выбор легирующего комплекса

32

5.1

Анализ возможных легирующих элементов

32

5.2

Влияние легирующих элементов на прочностные свойства основы

33

5.3

Влияние легирующих элементов на коррозионную стойкость сплава

39

5.4

Влияние легирующих элементов на радиационную стойкость сплава

41

5.5

Предварительный состав сплава

43

5.6

Легирующий комплекс

46

6

Обеспечение стабильности структурно-фазового состояния в эксплуатационных условиях

47

6.1

Термомеханическая обработка сплава

47

7

Технология изготовления оболочек твэлов

50

7.1

Технологическая схема изготовления из разрабатываемого сплава

50

7.2

Плавка и отливка слитков

52

7.3

Ковка слитков

52

7.4

Выдавливание заготовок, прокатка труб

53

7.5

Испытания и контроль готовых труб

56

Выводы

57

Список использованных источников

58