Высокотемпературная прочность циркониевого сплава КТЦ-110
Описаны методы и результаты исследования характеристик прочности и пластичности опытной партии труб из циркониевого сплава КТЦ-110 при кратковременном и длительном статическом нагружении. Полученные данные сравниваются с аналогичными характеристиками сплава Э-110, широко применяемого в активных з...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Проблемы прочности |
|---|---|
| Дата: | 2004 |
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України
2004
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/47096 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Высокотемпературная прочность циркониевого сплава КТЦ-110 / В.В. Ковалев, В.Н. Киселевский, В.А. Борисенко, В.В. Бухановский // Проблемы прочности. — 2004. — № 3. — С. 124-133. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859789065454354432 |
|---|---|
| author | Ковалев, В.В. Киселевский, В.Н. Борисенко, В.А. Бухановский, В.В. |
| author_facet | Ковалев, В.В. Киселевский, В.Н. Борисенко, В.А. Бухановский, В.В. |
| citation_txt | Высокотемпературная прочность циркониевого сплава КТЦ-110 / В.В. Ковалев, В.Н. Киселевский, В.А. Борисенко, В.В. Бухановский // Проблемы прочности. — 2004. — № 3. — С. 124-133. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Проблемы прочности |
| description | Описаны методы и результаты исследования характеристик прочности и пластичности
опытной партии труб из циркониевого сплава КТЦ-110 при кратковременном и длительном
статическом нагружении. Полученные данные сравниваются с аналогичными характеристиками
сплава Э-110, широко применяемого в активных зонах ядерных реакторов типа
ВВЭР-1000.
Описано методи та результати дослідження характеристик міцності і пластичності
дослідної партії труб із цирконієвого сплаву КТЦ-110 при короткочасовому
і тривалому статичному навантаженні. Отримані результати порівнюються
з аналогічними характеристиками сплаву Е-110, що широко використовується
в активних зонах ядерних реакторів ВВЕР-1000.
We describe methods and results of investigation
of strength and plasticity characteristics of pilot
batch of KTTs-110 zirconium alloy tubes under
short- and long-term static loading conditions. The
results obtained are compared with the similar
characteristics of E-110 alloy widely used in active
zones of nuclear power reactor of
WWER-1000 type.
|
| first_indexed | 2025-12-02T11:15:27Z |
| format | Article |
| fulltext |
УДК 539.4
Высокотемпературная прочность циркониевого сплава КТЦ-110
В. В. Ковалев, В. Н. Киселевский, В. А. Борисенко, В. В. Бухановский
Институт проблем прочности им. Г. С. Писаренко НАН Украины, Киев, Украина
Описаны методы и результаты исследования характеристик прочности и пластичности
опытной партии труб из циркониевого сплава КТЦ-110 при кратковременном и длительном
статическом нагружении. Полученные данные сравниваются с аналогичными характерис
тиками сплава Э-110, широко применяемого в активных зонах ядерных реакторов типа
ВВЭР-1000.
Ключевые слова: ядерные реакторы, циркониевый сплав, кратковременная
прочность, пластичность, тангенциальное направление, продольное направ
ление, ползучесть, скорость ползучести.
Введение. В соответствии с концепцией развития отечественной энер
гетики и решением о создании в Украине национального ядерного топлив
ного цикла выполнен ряд работ по разработке технологии изготовления
труб-оболочек тепловыделяющих элементов (твэл) исходя из собственной
производственно-сырьевой базы и научно-технического потенциала страны.
В рамках проводимых мероприятий разработан сплав КТЦ-110 и организо
вано опытно-промышленное производство циркониевого проката на трубных
заводах Украины [1].
Сплав КТЦ-110 является аналогом сплава Э-110 российского производ
ства, широко применяемого в настоящее время в активных зонах ядерных
реакторов типа ВВЭР-1000. Однако технологии получения материала и изго
товления из него труб-оболочек твэл существенно отличаются от принятых в
мировой практике [1, 2].
Целью работы является исследование механических характеристик
сплава КТЦ-110 при кратковременном статическом растяжении в диапазоне
температур 290...690 К, а также характеристик ползучести и длительной
прочности в обычных и коррозионных условиях при тех же температурах.
Методика проведения исследований. В качестве объекта исследова
ния выбраны трубы-оболочки твэл диаметром 9,15 Х7,72 мм из циркони
евого сплава КТЦ-110 ^г + 1% №) двух опытно-промышленных партий,
полученные на разных заводах-производителях. Исходной заготовкой для
проката служили слитки циркония, полученного методом кальциетермичес
кого восстановления из тетрафторида циркония с последующим рафиниро
вочным электронно-лучевым переплавом [1]. Передельные трубы получали
непосредственно из слитков методом горячего прессования с большими
деформациями. Замена такого общепринятого металлургического передела,
как ковка горячим прессованием, является главной отличительной особен
ностью разработанной Государственным трубным институтом (г. Днепро
петровск) технологии производства циркониевых труб. Далее в технологи
ческой схеме предусмотрена холодная прокатка с промежуточными терми
ческими обработками в вакууме после каждого прохода и специальной
© В. В. КОВАЛЕВ, В. Н. КИСЕЛЕВСКИЙ, В. А. БОРИСЕНКО, В. В. БУХАНОВСКИЙ, 2004
124 ТХОТ 0556-171Х. Проблемы прочности, 2004, № 3
Высокотемпературная прочность циркониевого сплава КТЦ-110
химической обработкой на промежуточных размерах. Химический состав
сплава КТЦ-110 следующий, % [1]: 1,0 КЪ; 0,11...0,14 0 2; 0,001...0,0012 Н2;
0,0054...0,0060 N2; 0,0011...0,0021 С.
Структура материала циркониевых труб - рекристаллизованная мелко
зернистая со средним размером зерна 3-5 мкм и высокой концентрацией
выделений частиц второй фазы размером до 5 мкм, имеющих незначитель
ную тенденцию к объединению (рис. 1).
Рис. 1. Микроструктура материала труб из сплава КТЦ-110 - а и распределение выделений
частиц второй фазы - б. (Х500)
Характеристики кратковременной прочности материала циркониевых
труб определялись в продольном и тангенциальном направлениях соответст
венно на сегментных и кольцевых образцах, вырезанных их труб-оболочек в
состоянии поставки. Испытания образцов проводились на установке 1246-Р
[3] при комнатной температуре на воздухе и при Т = 620, 650 и 690 К в
вакууме не хуже 0,1 Па согласно методикам, описанным в [4, 5]. При каждой
температуре испытывались от пяти до восьми однотипных образцов каждой
партии. Скорость деформирования при растяжении составляла 1 мм/мин,
что соответствовало для сегментных образцов относительной скорости де_3 _1
формации ~ 1,1-10 с .
Методика [5] предусматривает определение прочностных характерис
тик исследуемых труб в тангенциальном направлении по результатам испы
тания кольцевых образцов 0 9,15 Х7,72 мм и высотой 2,7 мм на растяжение
двумя жесткими полудисковыми опорами. При этом расчетная длина 10
кольцевого образца определялась по формуле
л d
к = т . (1)
где d - внутренний диаметр трубы, d = 7,72 мм.
Зависимость (1) получена для пластичных материалов на основании
данных теоретических и экспериментальных исследований, включающих:
решение в упругой постановке задачи о растяжении анизотропного кольца
двумя жесткими полудисковыми опорами; исследование закономерностей
распределения пластических деформаций по окружности кольцевого образ
ца и определение расчетно-экспериментальным путем зависимости между
ISSN 0556-171Х. Проблемы прочности, 2004, № 3 125
В. В. Ковалев, В. Н. Киселевский, В. А. Борисенко, В. В. Бухановский
линейным перемещением активного захвата испытательной машины и окруж
ной деформацией кольцевого образца. Диаметр опоры В з = 7,7 мм выби
рался исходя из условия сопряжения внутренней поверхности кольца с
наружной поверхностью опорного полудиска по скользящей посадке [5, 6].
Следует отметить, что используемые в настоящей работе значения
/о = 3,03 мм и В з = 7,7 мм несколько отличались от таковых, принятых в
российской методике определения механических характеристик кольцевых
образцов от труб из сплава Э-110 при растяжении (/о = 6 мм и В з = 6 мм)
[7].
По результатам кратковременных механических испытаний определя
лись предел прочности о в, условный предел текучести о 02 и относитель
ное удлинение д материала труб в продольном и тангенциальном направле
ниях. В связи с рассеянием механических характеристик проводилась ста
тистическая обработка результатов. При этом вычислялись среднее выбороч
ное значение х, выборочное среднеквадратичное отклонение Б х (СКВО),
доверительные интервалы для математического ожидания при уровне зна
чимости а = 0,05. Нижний гарантированный предел х н прочностных и
пластических характеристик определялся как нижний толерантный предел,
найденный для уровня доверительной вероятности у = 0,99 и вероятности
р = 1 - а = 0,95 [8].
Характеристики длительной прочности и ползучести сплава КТЦ-110
исследовались на кольцевых образцах опытной партии труб в тангенциаль
ном направлении в обычных условиях и в коррозионной среде (йод) при
температурах 620, 650 и 690 К по методике, описанной ранее [9]. Разра
ботанная для этих целей экспериментальная установка позволяет проводить
испытания образцов труб под внутренним давлением инертного газа и
коррозионной среды от20-105 до 30-106 Па. Для образования постоянного
давления во внутренней полости образца используется очищенный инерт
ный газ (аргон) с содержанием кислорода 10- 5 ...10 -6 %. Перед размеще
нием в установке образцы проверяли на герметичность внутренним давле
нием (3...5)-106 Па инертного газа при комнатной температуре. Во внутрен
нюю полость образца, заполненную аргоном, помещалась навеска коррози
онного агента (кристаллический йод) из расчета, чтобы его поверхностная
концентрация была равна или на 10% превышала критическое значение для
сплавов циркония при данной температуре. Для обеспечения необходимого
парциального давления коррозионной среды на все время испытаний уста
навливался обратный клапан.
Одновременно с нагружением проводилась регистрация удлинения
образца в продольном (Д/) и поперечном (ДВ) направлениях. Дефор
мацию образца регистрировали таким образом, чтобы полностью устано
вить характер ее изменения в зависимости от времени. Перерыв при испы
таниях на коррозионное растрескивание под напряжением не допускался.
Для измерения линейных (продольных и тангенциальных) деформаций
образца при испытаниях использовались оптические катетометры бескон
тактного измерения в диапазоне 0...200 мм с абсолютной погрешностью
измерения ± 0,010 мм при расстоянии до образца 340-380 мм.
126 0556-171Х. Проблемы прочности, 2004, № 3
Высокотемпературная прочность циркониевого сплава КТЦ-110
Результаты исследований. Механические характеристики сплава
КТЦ-110, которые получены при кратковременном растяжении кольцевых и
сегментных образцов, вырезанных из труб, в тангенциальном и продольном
направлениях приведены в табл. 1, 2 и на рис. 2, 3.
Т а б л и ц а 1
Характеристики кратковременной прочности и пластичности образцов труб
из сплава КТЦ-110 в тангенциальном направлении
Т, к С т а т и с т и ч е с к и й п а р а м е т р Г р а н и ц ы д о в е р и т е л ь н о г о
и н т е р в а л а д л я м а т е м а т и
ч е с к о г о о ж и д а н и я
В ы б о р о ч н о е
С К В О
м и н и
м а л ь н ы й
м а к с и
м а л ь н ы й
с р е д н е
в ы б о р о ч н ы й
н и ж н я я в е р х н я я
а в, М П а
2 9 0 5 4 1 5 7 0 5 5 9 ,4 5 4 6 ,0 7 5 7 2 ,7 1 3 ,3 3
5 9 1 6 3 0 6 1 0 ,5 5 9 6 ,5 0 6 2 4 ,6 1 3 ,8 6
6 2 0 2 3 9 2 4 4 2 4 1 ,4 2 3 9 ,2 0 2 4 3 ,6 2 ,1 9
2 2 7 2 5 0 2 4 0 ,8 2 2 3 ,3 0 2 5 8 ,3 1 7 ,5 3
6 5 0 2 1 4 2 2 0 2 1 7 ,0 2 0 2 ,2 0 2 3 1 ,8 1 4 ,8 1
2 0 4 2 1 7 2 1 1 ,6 2 0 6 ,4 0 2 1 6 ,8 5 ,1 8
6 9 0 2 0 5 2 0 9 2 0 6 ,8 2 0 5 ,1 0 2 0 8 ,6 1 ,7 5
2 0 5 2 0 9 2 0 6 ,6 2 0 5 ,3 0 2 0 7 ,8 1 ,2 3
а 0 2 , М П а
2 9 0 4 7 6 4 9 5 4 8 5 ,3 4 7 7 ,9 4 9 2 ,7 7 , 4 1
4 9 3 5 3 9 5 0 6 ,2 4 9 9 ,2 5 1 3 ,2 6 ,9 3
6 2 0 1 9 5 1 9 9 1 9 6 ,8 1 9 4 ,2 1 9 9 ,4 2 ,6 3
1 8 7 19 5 1 9 0 ,8 1 8 7 ,2 1 9 4 ,3 3 ,5 1
6 5 0 1 5 5 1 8 0 1 7 0 , 7 1 5 5 ,9 1 8 5 ,5 1 4 ,8 2
1 7 0 1 8 9 1 7 6 ,1 1 6 6 ,5 1 8 5 ,7 9 ,6 3
69 0 1 6 1 1 7 4 1 6 9 ,8 1 6 4 ,5 1 7 5 ,1 5 ,2 6
1 6 1 1 6 6 1 6 3 ,2 1 6 0 ,6 1 6 5 ,8 2 ,6 3
Ô, %
2 9 0 4 3 ,7 4 9 ,5 4 6 ,1 4 3 ,9 4 8 ,3 2 ,2 2
4 1 ,3 4 7 ,9 4 4 , 7 4 3 ,4 4 6 ,0 1 ,2 5
6 2 0 6 4 ,4 6 7 ,7 6 5 ,4 6 3 ,6 6 7 ,2 1 ,7 5
6 4 ,4 7 1 ,0 6 7 ,4 6 5 ,6 6 9 ,2 1 ,7 5
6 5 0 6 4 ,4 6 6 ,0 6 4 ,9 6 3 ,4 6 6 ,4 1 ,4 8
6 2 ,7 6 6 ,0 6 4 ,4 6 3 ,2 6 5 ,6 1 ,1 8
69 0 5 9 ,4 6 4 ,4 6 2 ,7 6 0 ,5 6 4 ,9 2 ,1 9
6 6 ,0 6 9 ,3 6 7 ,3 6 5 ,7 6 8 ,9 1 ,5 8
П р и м е ч а н и е . З д е с ь и в т а б л . 2 н а д ч е р т о й п р и в е д е н ы д а н н ы е д л я о б р а з ц о в т р у б п а р т и и № 1 ,
п о д ч е р т о й - п а р т и и № 2 .
ISSN 0556-171X. Проблемы прочности, 2004, № 3 127
В. В. Ковалев, В. Н. Киселевский, В. А. Борисенко, В. В. Бухановский
Т а б л и ц а 2
Характеристики кратковременной прочности и пластичности образцов труб
из сплава КТЦ-110 в продольном направлении
Т, к С т а т и с т и ч е с к и й п а р а м е т р Г р а н и ц ы д о в е р и т е л ь н о г о
и н т е р в а л а д л я м а т е м а т и
ч е с к о г о о ж и д а н и я
В ы б о р о ч н о е
С К В О
м и н и
м а л ь н ы й
м а к с и
м а л ь н ы й
с р е д н е
в ы б о р о ч н ы й
н и ж н я я в е р х н я я
а в, М П а
2 9 0 5 2 3 5 7 9 5 5 5 ,2 5 3 4 ,2 5 7 6 ,3 2 1 ,0 4
5 0 0 5 4 9 5 2 3 ,8 5 0 2 ,0 5 4 5 ,7 2 1 ,9 1
6 2 0 2 4 9 2 5 9 2 5 5 ,6 2 4 6 ,8 2 6 4 ,4 8 ,7 6
2 3 2 2 4 2 2 3 8 ,0 2 3 5 ,3 2 4 0 ,6 2 ,6 3
6 5 0 2 0 7 2 3 7 2 2 3 ,0 2 1 3 ,4 2 3 2 ,6 9 ,6 0
2 0 0 2 1 4 2 0 5 ,5 1 9 7 ,6 2 1 3 ,4 7 ,8 9
6 9 0 2 0 4 2 1 4 2 1 0 ,0 2 0 1 ,2 2 1 8 ,8 8 ,7 6
1 9 5 2 0 5 2 0 0 ,6 1 9 1 ,8 2 0 9 ,4 8 ,7 6
а 0 2 , М П а
2 9 0 3 7 6 4 5 7 4 0 7 ,8 3 6 4 ,0 4 5 1 ,6 4 3 ,8 2
3 6 1 3 9 6 3 7 1 ,8 3 5 0 ,8 3 9 2 ,8 2 1 ,0 4
6 2 0 1 3 5 1 8 1 1 6 4 ,6 1 3 8 ,3 1 9 0 ,9 2 6 ,3 0
1 1 5 1 3 4 1 2 5 ,6 1 1 1 ,3 1 2 7 ,1 7 ,8 8
6 5 0 1 1 5 1 2 8 1 2 1 ,0 1 1 2 ,2 1 2 9 ,8 8 ,8 0
95 1 0 3 9 9 ,7 9 5 ,3 1 0 4 ,1 4 ,3 8
6 9 0 1 2 8 1 4 2 1 3 4 ,0 1 2 5 ,2 1 4 2 ,8 8 ,7 7
9 6 1 0 8 1 0 3 ,0 9 6 ,8 1 0 9 ,1 6 ,1 4
д, %
2 9 0 2 1 ,0 2 4 ,3 2 2 ,6 2 0 ,8 2 4 ,4 1 ,7 5
2 0 ,5 2 5 ,5 2 2 ,8 2 0 ,6 2 5 ,0 2 ,1 9
6 2 0 3 3 ,0 4 1 ,8 3 7 ,3 3 4 ,6 3 9 ,9 2 ,6 3
3 4 ,8 4 1 ,5 3 8 ,1 3 5 ,4 4 0 ,7 2 ,6 3
6 5 0 3 1 ,0 4 0 ,8 3 6 ,4 3 1 ,6 4 1 ,2 4 ,8 0
3 2 ,8 3 8 ,3 3 6 ,2 3 2 ,7 3 9 ,7 3 ,5 1
6 9 0 3 3 ,5 4 1 ,8 3 8 ,5 3 5 ,0 4 2 ,0 3 ,5 1
3 7 ,5 4 5 ,5 4 2 ,6 3 6 ,0 4 5 ,2 2 ,6 2
Видно, что характеристики прочности и пластичности материала труб
исследованных партий несколько отличаются. Как правило, это отличие не
превышает 2...8%. Однако значения условного предела текучести сплава в
продольном направлении для труб партии № 1 на 10...30% выше, чем для
труб партии № 2, во всем исследованном диапазоне температур.
Для труб-оболочек твэл из сплава КТЦ-110 характерна анизотропия
механических свойств. Прочность и пластичность материала труб в танген
128 ISSN 0556-171Х. Проблемы прочности, 2004, № 3
Высокотемпературная прочность циркониевого сплава КТЦ-110
циальном направлении, как правило, выше, чем в продольном. Наибольшее
различие имеет место для условного предела текучести и составляет 35...
...70%.
200 300 400 500 600 700 800 Т , К
а
200 400 600 800 Т , К
б
Рис. 2. Температурная зависимость характеристик прочности (а) и пластичности (б) сплавов
КТЦ-110 (1, 2 , 5) и Э-110 (3, 4, 6) в тангенциальном направлении. (Здесь и на рис. 3: 1, 3 - о в;
2, 4 - Оо,2 ; 5, 6 - д.)
Прочностные характеристики сплава КТЦ-110 в тангенциальном и про
дольном направлениях при 290 К на 30...60% выше, чем сплава Э-110 [2, 10].
С повышением температуры до 620...690 К значения предела прочности и
условного предела текучести указанных сплавов приблизительно равны
(рис. 2,а, 3,а). Пластические свойства сплава КТЦ-110 в тангенциальном
направлении на 40...50% выше, чем сплава Э-110, как при комнатной, так и
при повышенных температурах. Однако в продольном направлении наблю
дается обратная картина: относительное удлинение сплава КТЦ-110 на 20...
...40% ниже, чем сплава Э-110, во всем исследованном диапазоне температур
(рис. 2,б, 3,б).
Даже для широко применяемого в атомной энергетике сплава Э-110
известны немногочисленные экспериментальные данные по длительной
прочности и пластичности в обычных условиях (без коррозионной среды), в
ISSN 0556-171Х. Проблемы прочности, 2004, № 3 129
В. В. Ковалев, В. Н. Киселевский, В. А. Борисенко, В. В. Бухановский
коррозионной среде они практически отсутствуют. Имеются только неко
торые результаты исследования характеристик жаропрочности сплавов
Э-110 и Э-635, полученные на образцах труб в продольном направлении при
напряжениях (0,7...0,9)ав на машинах типа АИМА-5-2 [2, 10]. Бульшая
часть таких испытаний еще продолжается, в основном в России.
200 400 600 800 Т , К
а
0 200 400 600 800 Т , К
б
Рис. 3. Температурная зависимость характеристик прочности (а) и пластичности (б) сплава
КТЦ-110 в продольном направлении.
Длительная прочность и пластичность исследовались на образцах труб
из сплава КТЦ-110 при температурах 620...690 К (рис. 4). Для сравнения на
рис. 4 приведены результаты испытаний образцов труб сплава Э-110.
Как видно, длительная прочность образцов труб из сплава КТЦ-110 в
обычных условиях в исследуемом температурном интервале на порядок
выше, чем из сплава Э-110. Снижение времени до разрушения в корро
зионной среде в сравнении с обычными условиями испытаний при тех же
уровнях напряжения характерно для обоих рассматриваемых сплавов.
Причем уменьшение долговечности в агрессивной среде во многом зависит
от текстуры сплава, степени его анизотропии, состояния поверхности, темпе
ратуры и т.д. [10-14]. Сопротивление коррозионному растрескиванию под
напряжением образцов труб из сплава КТЦ-110 более высокое, чем из
сплава Э-110, что, по-видимому, связано с различием текстуры и подтверж
130 0556-171Х. Проблемы прочности, 2004, № 3
Высокотемпературная прочность циркониевого сплава КТЦ-110
дается испытаниями при кратковременном нагружении. Ранее [11] показано,
что даже небольшие изменения текстуры в радиальном направлении могут
существенно увеличивать долговечность циркониевых сплавов и чувстви
тельность труб к коррозионному растрескиванию под напряжением.
о, МПа
о , МПа
о, МПа
разрушения,
а
разрушения,
б
Рис. 4. Зависимость времени до разрушения от напряжения для сплавов КТЦ-110 (1, 2) и
Э-110 (3, 4) в обычных условиях (1, 3) и в коррозионной среде (2, 4) при различных
температурах: а - Т — 620 К; б - Т — 650 К; в - Т — 690 К.
в
ЮЗ'Я 0556-171Х. Проблемы прочности, 2004, № 3 131
В. В. Ковалев, В. Н. Киселевский, В. А. Борисенко, В. В. Бухановский
є , %
Рис. 5. Обобщенные диаграммы ползучести образцов труб из сплавов КТЦ-110 (1 , 3) и
Э-110 (2, 3) при Т = 650 К в обычных условиях (1, 2) и в коррозионной среде (3): ■ -
а = 220 МПа; ♦ - а = 215 МПа; * - а = 207 МПа; X - а = 197 МПа; ▲ - а = 195 МПа; • -
а = 178 МПа.
На рис. 5 приведены обобщенные диаграммы ползучести образцов труб
из сплавов КТЦ-110 и Э-110 при Т = 650 К. Видно, что для кривых харак
терны все три стадии ползучести. Однако для сплава КТЦ-110 третья стадия
ползучести составляет от 30 до 45% общего ресурса пластичности, в то
время как для сплава Э-110 эти значения в два раза меньше в обычных
условиях нагружения. В коррозионной среде значительно увеличивается
участок с постоянной скоростью ползучести, третья стадия ползучести для
рассматриваемых сплавов практически отсутствует (на рис. 5 кривая 3).
Основной механизм разрушения в коррозионной среде, по-видимому, для
обоих сплавов один и тот же - зернограничное растрескивание [14].
Заключение. Исследования прочностных свойств опытной партии труб
из циркониевого сплава КТЦ-110 и широко применяемого в атомной энерге
тике сплава Э-110 при кратковременном нагружении показали, что получен
ные результаты сопоставимы. Пластические же свойства сплава КТЦ-110 в
тангенциальном направлении заметно выше, чем сплава Э-110, в продоль
ном направлении наблюдается обратная картина во всем рассматриваемом
температурном интервале.
Установлено, что длительная прочность сплава КТЦ-110 в обычных
условиях и в коррозионной среде в диапазоне температур 620...690 К на
порядок выше, чем сплава Э-110. Характер кривых ползучести исследуемых
циркониевых сплавов в коррозионной среде подобен: скорость ползучести
на установившейся стадии существенно уменьшается, а участок ускоренной
ползучести практически отсутствует.
Резюме
Описано методи та результати дослідження характеристик міцності і плас
тичності дослідної партії труб із цирконієвого сплаву КТЦ-110 при коротко
часовому і тривалому статичному навантаженні. Отримані результати порів
нюються з аналогічними характеристиками сплаву Е-110, що широко ви
користовується в активних зонах ядерних реакторів ВВЕР-1000.
132 0556-171Х. Проблемы прочности, 2004, № 3
Высокотемпературная прочность циркониевого сплава КТЦ-110
1. Вахрушева В. С. Состояние разработки технологии и организации про
изводства труб-оболочек твэл из сплава циркония КТЦ-110 в Украине //
Вопр. атом. науки и техники. Серия: Физика радиационных повреж
дений и радиационное материаловедение. - 1999. - Вып. 1 (73), 2 (74). -
С. 95 - 100.
2. Займовский А. С., Никулина А. В., Решетников И. Г. Циркониевые
сплавы в атомной энергетике. - М.: Энергоатомиздат, 1981. - 232 с.
3. Испытательная техника. Справочник: В 2 т. / Под ред. В. В. Клюева. -
М.: Машиностроение, 1982. - Т. 2. - 570 с.
4. Харченко В. К. О высокотемпературной прочности тугоплавких мате
риалов // Пробл. прочности. - 1980. - № 10. - С. 94 - 103.
5. ДСТУ 2528-94. Метод испытаний на растяжение кольцевых образцов в
условиях нагрева. - Введ. 01.07.95.
6. Неклюдов И. М., Ожигов Л. С., Савченко В. И. и др. Особенности
определения характеристик пластичности кольцевых образцов из цир
кониевых сплавов в поперечном направлении // Пробл. прочности. -
2001. - № 2. - С. 137 - 141.
7. ОИ 001.325-91. Методика выполнения испытаний для определения
характеристик механических свойств кольцевых образцов от труб по
ТУ 95.405-89 при растяжении. - Введ. 19.09.91.
8. Степнов М. Н. Статистическая обработка результатов механических
испытаний. - М.: Машиностроение, 1972. - 232 с.
9. Киселевский В. H., Ковалев В. В., Россихин Г. С. Кинетика разрушения
оболочек твэлов из циркониевого сплава в йодной среде // Пробл.
прочности. - 1994. - № 3. - С. 30 - 39.
10. Кобылянский Г. П., Новоселов А. Е. Радиационная стойкость циркония и
сплавов на его основе. - Димитровград, 1996. - 175 с.
11. Киселевский В. Н. Прочность конструкционных материалов ядерных
реакторов. - Киев: Наук. думка, 1990. - 168 с.
12. Hosfman P. and Spino J. Chemical aspects of iodin-induced stress corrosion
cracking feilure of zircaloy-4 tubing above 500° // J. Nucl. Mater. - 1983. -
114. - P. 50 - 65.
13. Knorr B. B , Pelloux R. M., and Vanswam L. P. P. Effects of material
condition on the iodine sec susceptibility of zircaloy-2 cladding // Ibid. -
1982. - 110. - P. 230 - 245.
14. Киселевский В. H., Ковалев В. В., Степаненко В. А. и др. Сопротивление
циркониевого сплава коррозионному растрескиванию под напряжением
// Пробл. прочности. - 1998. - № 2. - С. 122 - 130.
Поступила 25. 06. 2002
ISSN 0556-171X. Проблемы прочности, 2004, № 3 133
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-47096 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0556-171X |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-02T11:15:27Z |
| publishDate | 2004 |
| publisher | Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Ковалев, В.В. Киселевский, В.Н. Борисенко, В.А. Бухановский, В.В. 2013-07-09T17:48:19Z 2013-07-09T17:48:19Z 2004 Высокотемпературная прочность циркониевого сплава КТЦ-110 / В.В. Ковалев, В.Н. Киселевский, В.А. Борисенко, В.В. Бухановский // Проблемы прочности. — 2004. — № 3. — С. 124-133. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. 0556-171X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/47096 539.4 Описаны методы и результаты исследования характеристик прочности и пластичности опытной партии труб из циркониевого сплава КТЦ-110 при кратковременном и длительном статическом нагружении. Полученные данные сравниваются с аналогичными характеристиками сплава Э-110, широко применяемого в активных зонах ядерных реакторов типа ВВЭР-1000. Описано методи та результати дослідження характеристик міцності і пластичності дослідної партії труб із цирконієвого сплаву КТЦ-110 при короткочасовому і тривалому статичному навантаженні. Отримані результати порівнюються з аналогічними характеристиками сплаву Е-110, що широко використовується в активних зонах ядерних реакторів ВВЕР-1000. We describe methods and results of investigation of strength and plasticity characteristics of pilot batch of KTTs-110 zirconium alloy tubes under short- and long-term static loading conditions. The results obtained are compared with the similar characteristics of E-110 alloy widely used in active zones of nuclear power reactor of WWER-1000 type. ru Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України Проблемы прочности Научно-технический раздел Высокотемпературная прочность циркониевого сплава КТЦ-110 High-Temperature Strength of KTTs-110 Zirconium Alloy Article published earlier |
| spellingShingle | Высокотемпературная прочность циркониевого сплава КТЦ-110 Ковалев, В.В. Киселевский, В.Н. Борисенко, В.А. Бухановский, В.В. Научно-технический раздел |
| title | Высокотемпературная прочность циркониевого сплава КТЦ-110 |
| title_alt | High-Temperature Strength of KTTs-110 Zirconium Alloy |
| title_full | Высокотемпературная прочность циркониевого сплава КТЦ-110 |
| title_fullStr | Высокотемпературная прочность циркониевого сплава КТЦ-110 |
| title_full_unstemmed | Высокотемпературная прочность циркониевого сплава КТЦ-110 |
| title_short | Высокотемпературная прочность циркониевого сплава КТЦ-110 |
| title_sort | высокотемпературная прочность циркониевого сплава ктц-110 |
| topic | Научно-технический раздел |
| topic_facet | Научно-технический раздел |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/47096 |
| work_keys_str_mv | AT kovalevvv vysokotemperaturnaâpročnostʹcirkonievogosplavaktc110 AT kiselevskiivn vysokotemperaturnaâpročnostʹcirkonievogosplavaktc110 AT borisenkova vysokotemperaturnaâpročnostʹcirkonievogosplavaktc110 AT buhanovskiivv vysokotemperaturnaâpročnostʹcirkonievogosplavaktc110 AT kovalevvv hightemperaturestrengthofktts110zirconiumalloy AT kiselevskiivn hightemperaturestrengthofktts110zirconiumalloy AT borisenkova hightemperaturestrengthofktts110zirconiumalloy AT buhanovskiivv hightemperaturestrengthofktts110zirconiumalloy |