информацияenglish
Материалы конференции

Марков С.И. Баликоев А.Г. Дуб В.С. Лебедев А.Г. Гурович Б.А. Кулешова Е.А.

Разработка высокопрочной теплостойкой стали для ВВЭР со сверхкритическими параметрами теплоносителя

Ключевые слова: ВВЭР-СКД, сверхкритические параметры теплоносителя, высокопрочная корпусная сталь, сверхчистая сталь, микролегирование, модифицирование, радиационная стойкость, теплостойкость, тепловое охрупчивание.

Повышение эффективности и безопасности ядерной энергетики возможно лишь при вводе в эксплуатацию ЯЭУ перспективных проектов с увеличенным тепловым КПД, улучшенным использованием топлива, увеличенным сроком эксплуатации. Одним из наиболее перспективных направлений являются корпусные водяные реакторы со сверхкритическими параметрами теплоносителя.

Увеличенные механические нагрузки и повышенная температура эксплуатации ставят новые требования к уровню прочностных свойств и теплостойкости корпусных сталей.

Для обеспечения проектов сверхкритических ВВЭР высоконадежными и высокоресурсными корпусами была проведена работа по разработке инновационной корпусной стали с высоким комплексом служебных и технологических свойств.

Для достижения максимально высокого уровня прочностных свойств при сохранении или улучшении вязко пластических свойств необходима оптимизация структуры стали на всех уровнях (мега-мезо, микро и нано) и использование всех трех механизмов упрочнения (твердорастворного, структурного и субструктурного, дисперсионного) при сохранении значительной степени референтности по составу и технологии производства.

Основными способами улучшения комплекса свойств стали были приняты:

I. Переход к структуре нижнего бейнита, мартенситно-бейнитной или мартенситной структуре.

II. Максимально эффективное использование дисперсионного упрочнения.

III. Получение сверхмелкого аустенитного зерна.

IV. Оптимизация состава по основным легирующим элементам с учетом их влияния на прочностные и вязко-пластические свойства, стойкость к нейтронному облучению и тепловому охрупчиванию.

V. Улучшение металлургического качества сталей – снижение содержания вредных и примесных элементов, снижения вредного влияния НВ и всех видов неоднородности.

VI. Микролегирование и модифицирование.

Были исследованы перспективные корпусные материалы: высоконикелевые стали системы Cr-Ni-Mo-V содержанием никеля от 2.5 до 6.5% и суперхроллои системы 3Cr-3W-(Mn)-0.25V-(Ta).

По результатам работы в качестве наиболее перспективных были выбраны стали с содержанием никеля от 2.5 до 5%.

Разработанная инновационная сталь обеспечивает категорию прочности КП 70+ при температуре 400С, имеет критическую температуру хрупкости минус 125 – минус 165С и обеспечивает ресурс корпуса реактора более 120лет.

Достигнутые прочностные свойства при температуре 600С (КП 50) позволяют ставить вопрос о разработке стали для неохлаждаемого корпуса, работающего при температуре теплоносителя.

Полный текст доклада не представлен.