Конструкционные материалы для термоядерных реакторов

Разработана сталь Cr-W-V базовой композиции бейнитового класса для корпусов энергетических, водяных реакторов, характеризующаяся минимально возможным содержанием высокоактивируемых примесных элементов (Ni, Mo, Nb, Co, Cu ) и вредных примесей ( P, S). Сталь обеспечивает в 100 раз более низкий уровень наведенной активности при 40-летней выдержке после вывода из эксплуатации реактора по сравнению с используемой в настоящее время. (ФГУП ЦНИИ «Прометей»)

Впервые в мировой практике проведена выплавка крупнотоннажного слитка массой 52 т, изготовление обечаек с толщиной стенок 170 и 375 мм, предварительная (противо-флакетная), основная и дополнительная термические обработки малоактивируемой стали 15 Х2В2ФА-А. (ФГУП ЦНИИ «Прометей», ОАО «Ижорские заводы»)

Проведены исследования ферритно-мартенситной хромистой жаропрочной стали с быстрым спадом наведенной активности типа ЭК-181, ЭК-182 для изготовления тест-модуля международного реактора ИТЭР. Сталь ЭК-182 испытана на длительную прочность и ползучесть (до 20000 час) при 650 и 700^оС. Проведены реакторные (в БОР-60) испытания образцов стали ЭК-181 при температуре 320-345^оС и повреждающей дозе 6 - 8,2 сна. Предложен режим термической обработки, который в 1,5 – 2 раза увеличивает сопротивление низкотемпературному радиационному облучению изделий из данной стали. (ФГУП ВНИИНМ)

Новые конструкционные материалы

Проведены исследования по оптимизации химического состава и технологических регламентов производства массовых видов проката из конструкционных низко-легированных сталей.Установлено, что повышенная и высокая прочность (Т = 225-700 МПа) и хладостойкость (до -60°С) и улучшенная свариваемость проката из этих сталей достигается выплавкой с применением ковшевой металлургии в комплексных агрегатах с рафинированием и модифицированием жидкого металла, что обеспечивает высокую чистоту стали по вредным примесям (S, Р и др.). Последующие нормализация, термическое улучшение и термомеханическая обработка по разным режимам, способствуют измельчению зерна. (ИМЕТ РАН, ФГУП ЦНИИ "Прометей", ФГУП "ЦНИИЧЕРМЕТ", ОАО "Уральский институт металлов", ГУП "ЦНИИСК")

С помощью дифференциального баротермического и других методов физико-химического анализа исследовано влияние давления на характеристические температуры и структурные составляющие ряда жаропрочных сплавов. В частности, определены параметры барометрической обработки материала турбинных лопаток, что позволило увеличить срок службы этих изделий более чем в три раза, не менее 12000 часов. ( ИПК РАН)

Путем механической обработки в планетарных мельницах-активаторах получены пересыщенные твердые растворы в несмешиваемых металлических системах. В системе Fe-Bi механохимически созданы структурно новые композиты, представляющие собой нанокристаллиты железа с поверхностной фазой в виде тонкого эпитаксиального слоя легкоплавкого компонента. Разработанные нанокомпозиты перспективны для создания и стабилизации чрезвычайно больших поверхностей у активных металлов и могут использоваться в разработке металлических цементов, скелетных катализаторов, а также в водородной энергетике. (ИХТТМ СО РАН)

Предложена модель атомно-кристаллической структуры бета-тантала, обнаруженной при нанесении покрытий электролитическим осаждением и магнетронным распылением. Установлено, что бета-тантал принадлежит к классу структур Франк-Касперовского типа, но отличается наличием кластеров с более короткими расстояниями между атомами тантала по сравнению с обычными кристаллами. Модель применена при разработке технологии нанесения покрытий нанометровой толщины на подложки из тантала. (ИМЕТ РАН)

Методом силового СВС-компактирования синтезированы однородные и градиентные высокоплотные жаро- и коррозионностойкие композиты нового типа на основе интерметаллида Nb₃Alс металлическими добавками. Метод позволяет получать материалы с заданными электрофизическими свойствами и высокой механической прочностью. ( ИСМАН)