презентация коленковой харьков1 19.10.2017

1. О.А. Коленкова
ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ И ОЦЕНКА
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПЛАСТИЧНОСТИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ
ТРУБ-ОБОЛОЧЕК ТВЭЛ ИЗ СПЛАВА Zr1Nb
Научно-исследовательский трубный институт (ГП «НИТИ»)
г. Днепр

2. При разработке технологии изготовления труб-
оболочек твэл использованы малогабаритные слитки
из сплава циркония с 1% ниобия Zr1Nb, полученные:
• электронно-лучевым переплавом (ЭЛП) производства
ГНПП «Цирконий»;
• вакуумно-дуговым переплавом (ВДП) производства
ИФТТМТ ННЦ ХФТИ и ГНПП «Цирконий»;
• гарнисажной электронно-лучевой плавкой с
электромагнитным перемешиванием расплава (ГЭМП)
производства ФТИМС и ГНПП «Цирконий».

3. Внешний вид слитков ЭЛП, ВДП и
ГЭМП
после обточки и сверления

4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ПРОИЗВОДСТВА
ТРУБ-ОБОЛОЧЕК ТВЭЛ ИЗ СПЛАВОВ ЦИРКОНИЯ
СХЕМА, ПРИНЯТАЯ ЗА РУБЕЖОМ СХЕМА, РАЗРАБОТАННАЯ В ГП «НИТИ»

5. Макроструктура верхней части слитков
разных способов выплавки, М. 1:3
Слиток ЭЛП ∅179 мм
производства ГНПП
«Цирконий»
Слиток ГЭМП ∅135 мм
производства ФТИМС и
ГНПП «Цирконий»
Слиток ВДП ∅180 мм
производства
ИФТТМТ ННЦ ХФТИ и
ГНПП «Цирконий»

6. Прослойки ниобия,
извлеченные на углеродную реплику
Электронно-
микроскопическое
изображение
микродифракционная
картина
схема расшифровки
микродифракционной
картины

7. Микроструктура слитков
× 400
Слиток ВДП Слиток ГЭМП Слиток ЭЛП

8. Схема структурообразования при распаде
β-твердого раствора ниобия
в цирконии в сплаве Zr1Nb и потоки перераспределения ниобия и
кислорода при образовании периодической пакетной структуры

9. Режимы прессования и механические свойства г/п труб
№
маршрута,
способ
выплавки
Т-ра
нагрева,
°С
Среда
охлаж-
дения
Структура
гордеф. труб
µ
σ0,2
,
МПа
σВ
,
МПа
δ5
,
%
ϕ,
%
1
ЭЛП
1050 вода Мартенсит +
α-Zr остат.+
α-Zr избыт
13,6 635-
665
695-
700
18-
20
41-
50
2
ЭЛП
1100 вода Мартенсит +
α-Zr избыт.
12,6 570-
575
605-
620
21-
22
63-
64
3
ЭЛП
1150 вода Мартенсит 12,6 420-
450
475-
510
21-
24
64-
68
4
ЭЛП
1150 воздух Бейнит 12,6 580-
595
650-
675
20-
21
47-
49
5
ЭЛП
1200 вода Мартенсит 13,6 445-
480
503-
532
20-
23
62-
65
6
ЭЛП
7
ВДП
1150
1150
вода
вода
Мартенсит
Мартенсит
21,6
21,6
488-
514
430-
460
559-
589
495-
537
20-
22
22-
24
64-
66
62-
67

10. Внешний вид горячепрессованных труб
до обточки и
расточки
после обточки и
расточки

11. Структура труб, закаленных от различных
температур β-области, ×500
1050 °С (маршрут 1) 1100 °С (маршрут 2)
1150 °С (маршрут 3)

12. Деформационные кривые и кривые АЭ полученные
при растяжении образцов горячепрессованных труб
Активность,×102с–1
Удлинение ∆l, мм
Усилие,×102,Н
Скоростьсчета,×103с–1
Удлинение ∆l, мм
1 – мартенсит; 2 – мартенсит с избыточным α-цирконием;
3 – сруктура бейнитного типа;
4 – неполностью перекристаллизованная структура

13. Распределение пор в разрушенных образцах труб
Количествопор,×103мм–3
Расстояние от места разрушения, мм
– мартенсит; – мартенсит с избыточным α-цирконием;
– сруктура бейнитного типа;
– неполностью перекристаллизованная структура

14. Кривые активности АЭ образцов
холоднодеформированных труб, прокатанных из
горячепрессованных труб со структурой мартенситного типа
1 – степень деформации 42%; 2 – степень деформации 60%
Активность,с–1
Удлинение ∆l, мм

15.  В результате проведенных исследований были установлены
закономерности процессов структурообразования и формирования
свойств сплава циркония с 1% ниобия на стадиях получения литой
трубной заготовки и горячего прессования.
 Определены температурно-деформационные условия
скоростного нагрева под прессование, обеспечивающие получение в
горячепрессованных трубах различных структурных состояний, что
дало возможность управлять процессами структурообразования и
формирования свойств.
 На основе результатов АЭ исследований откорректирована
технология производства труб-оболочек твэл на стадии холодной
деформации в сторону уменьшения количества циклов с пяти до
четырех.
 Наиболее приемлемыми в качестве литых трубных заготовок
для изготовления труб-оболочек твэл по разработанной технологии
являются слитки ВДП с наиболее однородной и дисперсной
структурой.
ВЫВОДЫ

16. СПАСИБОСПАСИБО
ЗАЗА
ВНИМАНИЕВНИМАНИЕ