Е. Ю. РИВКИН, Б. С. РОДЧЕНКОВ, В. М. ФИЛАТОВ
ПРОЧНОСТЬ СПЛАВОВ ЦИРКОНИЯ
МОСКВА АТОМИЗДАТ 1974
Ривкин Е. Ю., Родченков Б. С., Филатов В. М.
Москва, Атомиздат, 1974.
Обобщены и проанализированы вопросы прочности циркониевых сплавов. Рассмотрены области применения циркониевых сплавов, их прочностные характеристики, методы исследования и оценка прочности. Сделана сводка данных о механических свойствах и рассмотрено влияние на них различных факторов: холодной деформации, термической обработки, наводороживания, облучения и др.
Приведены методы оценки сопротивления разрушению циркониевых сплавов при статическом, длительном статическом и циклическом нагружении с учетом влияния условий эксплуатации, включая облучение; обобщены данные по характеристикам циклической и длительной прочности, ползучести, устойчивости.
Даны рекомендации по принципам расчета на прочность изделий из циркониевых сплавов.
Книга рассчитана на инженеров-конструкторов и научных сотрудников, работающих в области атомной техники.
ВВЕДЕНИЕ
Роль атомной энергетики в выработке электроэнергии растет из года в год. Миллиона киловатт достигла общая мощность атомных электростанций в 1969 г. На ближайшие 10—12 лет намечена широкая программа развития сети атомных электростанций, реализация которой начата в девятой пятилетке. До 1975 г. будут построены и введены в действие атомные электростанции общей мощностью 6— 8 млн. кВт, а в течение десятилетия вклад атомной энергетики в народное хозяйство возрастет до 30 млн. кВт. Одновременно этот процесс будет сопровождаться дальнейшим удешевлением электроэнергии, производимой атомными электростанциями, в частности, за счет сооружения атомных электростанций с уран- графитовыми реакторами канального типа большой единичной мощности.
При проектировании атомных реакторов необходимо решать ряд сложных технических задач, связанных с расчетом на прочность отдельных элементов. Эта сложность обусловлена, с одной стороны, применением новых, не имеющих широкого распространения в машиностроении и слабо исследованных материалов. К таким материалам относятся сплавы на основе циркония, использование которых в атомных реакторах для труб технологических каналов и оболочек тепловыделяющих элементов связано с их низким сечением захвата нейтронов, обеспечивающим повышенную эффективность процесса получения атомной энергии. С другой стороны, условия нагружения деталей в атомных реакторах также значительно отличаются от встречающихся в практике эксплуатации . тепловых электростанций. В первую очередь это относится к воздействию нейтронного облучения на материал. Под действием облучения может происходить потеря пластичности материала, изменение скорости ползучести, изменение размеров и формы деталей и т. п.
Широкое применение в энергетическом реакторостроении нашли сплавы на основе циркония. Это вызвало большое внимание специалистов к этим сплавам, что нашло отражение в большом числе публикаций по вопросам прочности, коррозионной стойкости, технологии сплавов Циркония. Так, в обзоре по металлургии циркония, выпущенном МАГАТЭ в 1971 г., библиография содержит около 700 названий. Однако и в настоящее время нет обобщения результатов исследований прочности сплавов на основе циркония. В этой книге предпринята попытка такого обобщения с учетом данных исследований, проведенных с участием авторов. Основное внимание было уделено характеристикам прочности, сопротивления деформированию и разрушению при кратковременном и длительном статическом, а также циклическом нагружении сплавов на основе циркония в зависимости от химического состава, технологии изготовления, влияния рабочих сред, облучения, температуры и других факторов.
Материалы книги позволяют определить основные направления дальнейших исследований прочности циркониевых сплавов, имеющих существенное практическое значение, содержат исходную информацию и некоторые рекомендации по расчетам деталей из сплавов на основе циркония.
