RU2360992C1 - Малоактивируемая жаропрочная радиационно стойкая сталь - Google Patents
Малоактивируемая жаропрочная радиационно стойкая сталь Download PDFInfo
- Publication number
- RU2360992C1 RU2360992C1 RU2007146292/02A RU2007146292A RU2360992C1 RU 2360992 C1 RU2360992 C1 RU 2360992C1 RU 2007146292/02 A RU2007146292/02 A RU 2007146292/02A RU 2007146292 A RU2007146292 A RU 2007146292A RU 2360992 C1 RU2360992 C1 RU 2360992C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel
- vanadium
- tantalum
- nitrogen
- zirconium
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 58
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 58
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 15
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 11
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 5
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 8
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 10
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 6
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 6
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 4
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 2
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 2
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001845 chromium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000001192 hot extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 1
- 229910001068 laves phase Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000005551 mechanical alloying Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);yttrium(3+) Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[Y+3].[Y+3] RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- CCCCITLTAYTIEO-UHFFFAOYSA-N titanium yttrium Chemical compound [Ti].[Y] CCCCITLTAYTIEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургии жаропрочных сталей, используемых в ядерной энергетике, в частности, для изготовления деталей активных зон атомных реакторов на быстрых нейтронах и оборудования термоядерных реакторов. Сталь содержит углерод, кремний, марганец, хром, вольфрам, ванадий, церий и/или иттрий, титан, бор, цирконий, тантал, азот, равномерно распределенные в зернах наноразменые частицы оксида иттрия, железо и неизбежные примеси, при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,10-0,21, кремний 0,1-0,8, марганец 0,5-2,0, хром 10,0-13,5, вольфрам 0,8-2,5, ванадий 0,05-0,4, церий и/или иттрий в сумме 0,001-0,10, цирконий 0,05-0,2, тантал 0,05-0,2, титан 0,03-0,3, азот 0,02-0,15, бор 0,001-0,008, оксид иттрия 0,05-0,3, железо и неизбежные примеси остальное. Отношение суммарного содержания ванадия, титана, циркония и тантала к суммарному содержанию углерода и азота составляет от 2 до 9. Повышаются эксплуатационные характеристики при высоких температурах и нейтронном облучении, а также обеспечивается низкий уровень наведенной радиоактивности и быстрый ее спад. 1 ил.
Description
Изобретение относится к металлургии сталей, используемых в ядерной энергетике, в частности, для изготовления деталей активных зон атомных реакторов на быстрых нейтронах и оборудования термоядерных реакторов.
Известна жаропрочная при 550°С сталь [патент ЕР 0688883], которая содержит углерод, кремний, марганец, хром, молибден, вольфрам, ванадий, ниобий, азот, а также либо титан, или цирконий, или тантал, или гафний в следующем соотношении концентрации компонентов, мас.%: углерод - 0,01-0,30; марганец - 0,20-1,00; кремний - 0,02-0,80; хром - 5,0-18,0; молибден - 0,005-1,0; вольфрам - 0,20-3,50; ванадий - 0,02-1,0; ниобий - 0,01-0,50; азот - 0,01-0,25; титан и/или цирконий и/или тантал и/или гафний - 0,005-2,0; железо - остальное. Эта сталь отличается исключительно высоким сопротивлением ползучести при температуре 550°С и выше. Однако радиационные свойства указанной стали неизвестны, и она не может быть использована для изготовления элементов конструкции ядерного реактора на быстрых нейтронах без проведения дополнительных исследований.
Известна также малоактивируемая радиационно стойкая сталь [патент РФ №2135623, МКИ 6 С22С 38/52], содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, ванадий, медь, молибден, кобальт, вольфрам, иттрий, ниобий, алюминий и железо при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод - 0,13-0,18; кремний - 0,20-0,35; марганец - 0,30-0,60; хром - 2,0-3,5; вольфрам - 1,0-2,0; ванадий - 0,10-0,35; молибден - 0,01-0,05; никель - 0,01-0,05; кобальт - 0,01-0,05; медь - 0,01-0,10; алюминий - 0,01-0,10; ниобий - 0,01-0,05; иттрий - 0,05-0,15; железо - остальное. Суммарное содержание никеля, кобальта, молибдена, ниобия и меди в этой стали составляет не более 0,2 мас.%, а отношение (V+0,3W)/C изменяется в пределах от 3 до 6. Сталь отличается низким уровнем наведенной активности, но не является жаропрочной при температуре, превышающей 500°С [М.В.Захаров, A.M.Захаров. Жаропрочные сплавы. М., Изд-во "Металлургия". 1972 г.].
Наиболее близкой по составу легирующих элементов к предлагаемой стали является малоактивируемая жаропрочная радиационно стойкая сталь [патент РФ №2211878, МКИ 7 С22С 38/32].
Эта сталь обладает низким уровнем наведенной радиоактивности и быстрым ее спадом после нейтронной экспозиции и сохраняет высокий уровень сопротивления охрупчиванию в интервале температур 270-400°С и высокий уровень жаропрочности до 650°С в условиях нейтронного облучения. Достижение этих характеристик осуществляется тем, что сталь содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: углерод - 0,10-0,21; кремний - 0,1-0,8; марганец - 0,5-2,0; хром - 10,0-13,5; вольфрам - 0,8-2,5; ванадий - 0,05-0,4; титан - 0,03-0,3; бор - 0,001-0,008; церий и/или иттрий в сумме - 0,001-0,10; цирконий - 0,05-0,2; тантал - 0,05-0,2; азот - 0,02-0,15; железо - остальное. При этом отношение суммарного содержания ванадия, титана, циркония и тантала к суммарному содержанию углерода и азота составляет от 2 до 9.
Однако жаропрочность этой стали недостаточна при температуре в активной зоне реактора 650-710°С, которая заложена для реакторов нового поколения.
Технической задачей изобретения является создание стали, обладающей высокими эксплуатационными характеристиками при высоких температурах и нейтронном облучении, а также низким уровнем наведенной радиоактивности и быстрым ее спадом.
Эта задача решается заявляемым изобретением через технический результат, который состоит в достижении высокого уровня сопротивления охрупчиванию в интервале температур 270-400°С и высокого уровня жаропрочности до температуры 710°С при сохранении низкого уровня наведенной радиоактивности и быстрого ее спада.
Этот технический результат достигается тем, что малоактивируемая жаропрочная радиационно стойкая сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, вольфрам, ванадий, иттрий титан, бор, цирконий, тантал, азот и железо, а также неизбежные примеси, дополнительно содержит равномерно распределенные в зернах стали наноразменые частицы оксида иттрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Углерод | 0,10-0,21 |
| Кремний | 0,1-0,8 |
| Марганец | 0,5-2,0 |
| Хром | 10,0-13,5 |
| Вольфрам | 0,8-2,5 |
| Ванадий | 0,05-0,4 |
| Церий и/или иттрий в сумме | 0,001-0,10 |
| Цирконий | 0,05-0,2 |
| Тантал | 0,05-0,2 |
| Титан | 0,03-0,3 |
| Азот | 0,02-0,15 |
| Бор | 0,001-0,008 |
| Оксид иттрия | 0,05-0,3 |
| Железо | Остальное, |
при отношении суммарного содержания ванадия, титана, циркония и тантала к суммарному содержанию углерода и азота от 2 до 9.
Содержание примесей высокоактивируемых металлов - молибдена, ниобия, никеля, меди и кобальта в составе стали ограничивается значением не более 0,1 мас.%, что обеспечивает уменьшение активируемости под действием нейтронного облучения и увеличивает скорость спада наведенной активности стали.
Создание малоактивируемой, жаропрочной и радиационно стойкой стали осуществляется путем создания в структуре стали наноразмерных (размером не более нескольких десятков нанометров) частиц оксида иттрия, равномерно распределенных в объеме стали. При этом сохраняется комплексное легирование стали элементами с быстрым спадом наведенной радиационной активности и создается определенное соотношение между γ-стабилизирующими элементами (С, N, Mn, Ni) и α стабилизирующими элементами (Cr, W, V, Та, Ti, Zr, Mo, Nb и др.).
Высокий уровень жаропрочности достигается за счет создания в стали наноразмерных выделений оксида иттрия высокой объемной плотности и сохранения стабильной мартенситно-ферритной структуры с наличием упрочняющих твердый раствор элементов внедрения (С, N, В) и элементов замещения (W, V, Cr), упрочняющих карбидных (МС, M2С, М23С6 и др.), нитридных (MN, M2N) и карбонитридных (MCN) фаз, а также частиц фаз Лавеса типа Fe2 (W).
Высокое сопротивление низкотемпературному радиационному охрупчиванию (НТРО) достигается за счет ограниченного содержания в структуре стали первичного σ-феррита, предпочтительного выделения в структуре стали карбидов, нитридов и карбонитридов V, Ti, Та и Zr по сравнению с аналогичными соединениями хрома. Это обеспечивается регламентацией отношения суммы термодинамически активных элементов (V, Ti, Та и Zr) к сумме углерода и азота; дополнительное ограничение содержания в стали легкоплавких элементов (свинца, висмута, олова, сурьмы и мышьяка), а также серы, фосфора и кислорода в еще большей степени способствует увеличению сопротивления стали НТРО.
Во ФГУП ВНИИНМ были изготовлены экспериментальные образцы заявляемой стали, которые получали следующим образом. Методом центробежного распыления расплава в инертной атмосфере были получены мелкодисперсные, размером 0,042-0,2 мм, порошки стали матричного состава (без оксидов иттрия). Полученный порошок смешали с порошком оксида иттрия, размер частиц которого находился в диапазоне 2-40 нм. Полученную смесь подвергли механическому легированию в атмосфере аргона в вибрационном аттриторе. Полученный механически легированный порошок засыпали в стальную капсулу, которую загерметизировали электронно-лучевой сваркой в высоком вакууме. Капсулу с порошком сбрикетировали на прессе при температуре 1100°С в компактную заготовку, которую после механической обработки выдавили методом горячей экструзии при Т=1100°С в пруток диаметром 20 мм. Пруток обточили и расточили в трубную заготовку, из которой затем изготовили оболочечные трубы и плоские образцы.
Электронно-микроскопические исследования показали, что структура стали ЭК181 ДУО состоит преимущественно из ферритных зерен и небольшого количества мартенситных зерен, несмотря на то, что матричная сталь ЭК181 принадлежит к сталям мартенситного класса. По границам и в теле зерен присутствуют частицы оксидов размером от 5 до 50 нм. Кроме того, после термической обработки по границам зерен наблюдаются частицы, по своей морфологии напоминающие карбиды МС и М23С6.
На чертеже показаны значения твердости исходной заготовки из стали ЭК181, прутка и горячекатаной пластины из стали ЭК181 ДУО.
Видно, что значение твердости прутка из стали ЭК181 ДУО превышает значение твердости исходной заготовки из стали ЭК181 в 2 раза, что свидетельствует о существенном упрочнении стали ЭК181 присутствующими в структуре оксидными частицами.
Горячая прокатка приводит к некоторому снижению уровня твердости за счет прохождения процессов возврата при промежуточных и конечной термических обработках.
Испытания на длительную прочность образцов из заявляемой стали в сравнении со сталью-прототипом при температурах 650°С, нагрузка 140 МПа и 700°С, нагрузка 120 МПа показали существенное преимущество заявляемой стали перед известной, а именно, скорость ползучести заявляемой стали на два порядка ниже, чем для стали-прототипа. Скорость ползучести заявляемой стали составляет (4,48-6,08)·10-4 %/час, а скорость до разрушения стали-прототипа (2-6)·10-2 %/час.
Так как основы заявляемой стали и стали - прототипа близки, то полученные ранее данные расчета кинетики спада наведенной активности (мощности дозы - излучения) в сталях после предполагаемого облучения в термоядерном реакторе ДЕМО в течение 10 лет и последующей выдержки до 500 лет свидетельствуют о сохранении заявляемой сталью низкой наведенной активности стали-прототипа, особенно заметной после выдержки свыше 10 лет. После выдержки в течение 50 лет с заявляемой сталью можно работать без специальной защиты и отправлять ее на переплав для повторного использования.
Аналогичные расчеты, проведенные для спектра нейтронов реактора БН-600, показывают, что быстрый спад наведенной активности также делает ее безопасной через 50 лет выдержки.
Таким образом, заявляемая сталь может быть использована в ядерной энергетике для изготовления элементов активных зон атомных реакторов. Использование стали позволит: а) снизить загрязнение окружающей среды в период эксплуатации атомных энергетических установок нового поколения и после ее завершения, б) повторно использовать конструкционные материалы в народном хозяйстве. Этот эффект достигается более быстрым спадом наведенной активности стали при высоких свойствах ее жаропрочности и сопротивлению низкотемпературному радиационному охрупчиванию.
Claims (1)
- Малоактивируемая жаропрочная радиационно стойкая сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, вольфрам, ванадий, церий и/или иттрий, титан, бор, цирконий, тантал, азот, железо и неизбежные примеси, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит равномерно распределенные в зернах наноразмерные частицы оксида иттрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
углерод 0,10-0,21 кремний 0,1-0,8 марганец 0,5-2,0 хром 10,0-13,5 вольфрам 0,8-2,5 ванадий 0,05-0,4 церий и/или иттрий в сумме 0,001-0,10 цирконий 0,05-0,2 тантал 0,05-0,2 титан 0,03-0,3 азот 0,02-0,15 бор 0,001-0,008 оксид иттрия 0,05-0,3 железо и неизбежные примеси остальное,
при отношении суммарного содержания ванадия, титана, циркония и тантала к суммарному содержанию углерода и азота от 2 до 9.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007146292/02A RU2360992C1 (ru) | 2007-12-17 | 2007-12-17 | Малоактивируемая жаропрочная радиационно стойкая сталь |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007146292/02A RU2360992C1 (ru) | 2007-12-17 | 2007-12-17 | Малоактивируемая жаропрочная радиационно стойкая сталь |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2360992C1 true RU2360992C1 (ru) | 2009-07-10 |
Family
ID=41045753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007146292/02A RU2360992C1 (ru) | 2007-12-17 | 2007-12-17 | Малоактивируемая жаропрочная радиационно стойкая сталь |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2360992C1 (ru) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2448196C2 (ru) * | 2010-04-12 | 2012-04-20 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей") | Сталь для корпусных конструкций атомных энергоустановок |
| GB2490754A (en) * | 2010-10-29 | 2012-11-14 | Gen Electric | Article formed using a nanostructured ferritic alloy |
| RU2515716C1 (ru) * | 2013-04-26 | 2014-05-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Малоактивируемая жаропрочная радиационностойкая сталь |
| RU2551328C1 (ru) * | 2014-03-12 | 2015-05-20 | Павел Сергеевич Кучин | Литейный сплав на основе железа |
| RU2683168C1 (ru) * | 2018-05-15 | 2019-03-26 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения", АО "НПО "ЦНИИТМАШ" | Нейтронно-поглощающая сталь |
| RU2702517C2 (ru) * | 2014-12-17 | 2019-10-08 | Уддехольмс АБ | Износостойкий сплав |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5292384A (en) * | 1992-07-17 | 1994-03-08 | Martin Marietta Energy Systems, Inc. | Cr-W-V bainitic/ferritic steel with improved strength and toughness and method of making |
| RU2211878C2 (ru) * | 2001-07-06 | 2003-09-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт неорганических материалов им. акад. А.А.Бочвара" | Малоактивируемая жаропрочная радиационностойкая сталь |
| RU2218445C2 (ru) * | 2001-11-28 | 2003-12-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт неорганических материалов им. акад. А.А.Бочвара" | Жаропрочная радиационно-стойкая сталь |
| RU2262753C2 (ru) * | 2003-10-06 | 2005-10-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство Российской Федерации по атомной энергии | Твэл реактора на быстрых нейтронах (варианты) и оболочка для его изготовления |
-
2007
- 2007-12-17 RU RU2007146292/02A patent/RU2360992C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5292384A (en) * | 1992-07-17 | 1994-03-08 | Martin Marietta Energy Systems, Inc. | Cr-W-V bainitic/ferritic steel with improved strength and toughness and method of making |
| RU2211878C2 (ru) * | 2001-07-06 | 2003-09-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт неорганических материалов им. акад. А.А.Бочвара" | Малоактивируемая жаропрочная радиационностойкая сталь |
| RU2218445C2 (ru) * | 2001-11-28 | 2003-12-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт неорганических материалов им. акад. А.А.Бочвара" | Жаропрочная радиационно-стойкая сталь |
| RU2262753C2 (ru) * | 2003-10-06 | 2005-10-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство Российской Федерации по атомной энергии | Твэл реактора на быстрых нейтронах (варианты) и оболочка для его изготовления |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2448196C2 (ru) * | 2010-04-12 | 2012-04-20 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей") | Сталь для корпусных конструкций атомных энергоустановок |
| GB2490754A (en) * | 2010-10-29 | 2012-11-14 | Gen Electric | Article formed using a nanostructured ferritic alloy |
| GB2490754B (en) * | 2010-10-29 | 2015-07-15 | Gen Electric | Rotors and armatures formed using nanostructured ferritic alloy |
| RU2515716C1 (ru) * | 2013-04-26 | 2014-05-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Малоактивируемая жаропрочная радиационностойкая сталь |
| RU2551328C1 (ru) * | 2014-03-12 | 2015-05-20 | Павел Сергеевич Кучин | Литейный сплав на основе железа |
| RU2702517C2 (ru) * | 2014-12-17 | 2019-10-08 | Уддехольмс АБ | Износостойкий сплав |
| US11242581B2 (en) | 2014-12-17 | 2022-02-08 | Uddeholms Ab | Wear resistant alloy |
| RU2683168C1 (ru) * | 2018-05-15 | 2019-03-26 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения", АО "НПО "ЦНИИТМАШ" | Нейтронно-поглощающая сталь |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2360992C1 (ru) | Малоактивируемая жаропрочная радиационно стойкая сталь | |
| EP1528113B1 (en) | Method for producing dispersed oxide reinforced ferritic steel having coarse grain structure and being excellent in high temperature creep strength | |
| KR102061839B1 (ko) | 중성자 흡수소재 및 그의 제조방법 | |
| CN109811116B (zh) | 一种耐事故包壳用FeCrAl基合金纳米晶材料的制备方法 | |
| CN1890758B (zh) | 快速中子反应堆（变体）的燃料元件和制备所述元件的包覆层 | |
| BR112016007332B1 (pt) | Aço fabricado por metalurgia do pó e método para fabricar o mesmo | |
| Liu et al. | The effect of niobium element on the tensile behavior in GH3535 alloy at room temperature and 750° C | |
| EP3168317A1 (en) | Austenitic stainless steel and method for producing same | |
| CN1051807C (zh) | 奥氏体不锈钢合金 | |
| CN111778438B (zh) | 一种结构功能一体化的高熵合金及其制备方法 | |
| RU2211878C2 (ru) | Малоактивируемая жаропрочная радиационностойкая сталь | |
| EP3369833B1 (en) | Dispersion strengthened austenitic stainless steel, method for manufacturing stainless steel and product made from stainless steel | |
| JPH0652307B2 (ja) | 原子炉用分散強化型フェライト鋼被覆管及びその製造方法 | |
| EP2608911B1 (en) | Processable high thermal neutron absorbing fe-base alloys | |
| US7037464B2 (en) | Dispersed oxide reinforced martensitic steel excellent in high temperature strength and method for production thereof | |
| KR101626125B1 (ko) | 인장 및 크리프 강도가 우수한 저방사화 산화물분산강화 강 및 그 제조방법 | |
| CN107287509A (zh) | 一种550MPa级核电稳压器设备用钢及其制造方法 | |
| KR101516718B1 (ko) | 크립 저항성이 우수한 페라이트-마르텐사이트 강 및 그 제조방법 | |
| US9267192B2 (en) | Processable high thermal neutron absorbing Fe-base alloy powder | |
| CN111394657A (zh) | 具有核壳结构粒子析出的1200℃短时高温组织稳定的Fe-Cr-Al系铁素体不锈钢 | |
| Votinov et al. | Prospects and problems using vanadium alloys as a structural material of the first wall and blanket of fusion reactors | |
| Tsay et al. | A new austenitic FeMnAlCrC alloy with high-strength, high-ductility, and moderate corrosion resistance | |
| KR20140130590A (ko) | 충격 특성이 우수한 페라이트-마르텐사이트 강 및 그 제조방법 | |
| CN114574747A (zh) | 核反应堆用低活化抗辐照及耐腐蚀高熵合金及其制备方法 | |
| RU2515716C1 (ru) | Малоактивируемая жаропрочная радиационностойкая сталь |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL: 19-2009 FOR TAG: (72) |