[go: up one dir, main page]

RU2669261C1 - Corrosive-resistant material with high boron content - Google Patents

Corrosive-resistant material with high boron content Download PDF

Info

Publication number
RU2669261C1
RU2669261C1 RU2017136328A RU2017136328A RU2669261C1 RU 2669261 C1 RU2669261 C1 RU 2669261C1 RU 2017136328 A RU2017136328 A RU 2017136328A RU 2017136328 A RU2017136328 A RU 2017136328A RU 2669261 C1 RU2669261 C1 RU 2669261C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
alloy
boron
iron
zirconium
titanium
Prior art date
Application number
RU2017136328A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Юрьевич Чурюмов
Андрей Владимирович Поздняков
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС"
Priority to RU2017136328A priority Critical patent/RU2669261C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2669261C1 publication Critical patent/RU2669261C1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/32Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with boron

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to the field of metallurgy, namely to corrosion-resistant neutron-absorbing iron-based alloys used for the manufacture of compacted fuel storage racks. Alloy contains carbon, manganese, silicon, chromium, boron, titanium, zirconium and iron at the following component ratio, mass%: carbon – ≤0.05, manganese – 0.2–0.5, silicon – 0.1–0.4, chromium – 15.0–17.0, boron – 3.0–3.3, titanium – 4.0–6.0, zirconium – 4.0–6.0, iron – the rest.
EFFECT: increase in neutron-absorbing ability of a corrosion-resistant alloy and, as a consequence, in the possibility of storing a more enriched fuel while maintaining high process ductility under hot pressure treatment.
1 cl, 7 dwg, 3 ex

Description

Изобретение относится к области металлургии, прежде всего к коррозионностойким нейтронпоглощающим материалам для изготовления стеллажей уплотненного хранения топлива.The invention relates to the field of metallurgy, primarily to corrosion-resistant neutron-absorbing materials for the manufacture of shelves of compacted fuel storage.

Коррозионностойкие стали с высоким содержанием бора в настоящее время являются практически единственным конструкционным материалом для изготовления стеллажей уплотненного хранения ядерного топлива, благодаря высокой способности бора поглощать нейтронное излучение. Помимо способности поглощать нейтроны, материал должен обладать также хорошим комплексом антикоррозионных, механических свойств и технологичностью при обработке давлением. Однако, из-за большого количества в структуре хрупких боридов, сталь обладает низким уровнем пластичности, как при комнатной, так и при повышенных температурах. В связи с этим содержание бора в применяемых в настоящее время сталях ограничено 1,8 масс. % (сталь ЧС-82). В настоящем патенте представлен состав сплава, содержащего более 3% бора, а также дополнительно легированного хромом, титаном, цирконием, обеспечивающих высокий уровень технологической пластичности, коррозионной стойкости и механических свойств.Corrosion-resistant steels with a high boron content are currently almost the only structural material for the manufacture of compacted storage racks for nuclear fuel, due to the high ability of boron to absorb neutron radiation. In addition to the ability to absorb neutrons, the material must also have a good combination of anticorrosive, mechanical properties and manufacturability in pressure processing. However, due to the large amount of brittle borides in the structure, steel has a low level of ductility, both at room and at elevated temperatures. In this regard, the boron content in currently used steels is limited to 1.8 mass. % (steel ChS-82). This patent describes the composition of an alloy containing more than 3% boron, as well as additionally alloyed with chromium, titanium, zirconium, providing a high level of technological plasticity, corrosion resistance and mechanical properties.

В патенте GB 1199030 (опубл. 19.12.1967) предлагается сплав для использования в качестве поглощающего материала в ядерном реакторе. Производится путем включения в состав аустенитной хромоникелевой стали с содержанием хрома по меньшей мере 30% и бора до 2%. Сплав может быть получен путем вакуумной плавки аустенитной стали с добавлением Ti и Al, а затем бора. Сплав имеет следующий состав: Cr 36-38%, Ni 6-8%, изотоп В10 2%, С 0,05%, Al 0,2%, Fe - остальное. Недостатком данного изобретения является большое количество хрома и никеля и, как следствие, высокая стоимость и низкая технологическая пластичность.GB 1199030 (publ. 12/19/1967) proposes an alloy for use as an absorbing material in a nuclear reactor. It is produced by incorporating austenitic chromium-nickel steel with a chromium content of at least 30% and boron up to 2%. The alloy can be obtained by vacuum melting austenitic steel with the addition of Ti and Al, and then boron. The alloy has the following composition: Cr 36-38%, Ni 6-8%, isotope B 10 2%, C 0.05%, Al 0.2%, Fe - the rest. The disadvantage of this invention is the large amount of chromium and nickel and, as a consequence, the high cost and low technological ductility.

В патенте JPH 06192792 (опубл. 07.12.1994) описывается производство нержавеющей стали, имеющей более высокую способность к поглощению нейтронов, чем у обычной борсодержащей нержавеющей стали, превосходную коррозионную стойкость, хорошую обрабатываемость при горячей прокатке, и возможность использования для нейтронного экранирования. Борсодержащая нержавеющая сталь имеет следующий состав: по весу, ≤0,02% С, ≤0,5% Si, ≤2% Mn, 10-22%, Ni, 18-26% Сr, ≤3,0% В, ≤0,1% Mg, ≤0,5% Al, 0,05-1,0% Gd и/или 0,1-5%, по отдельности или в совокупности, из одного или более элементов Ti, Zr и Nb, ≤1% каждого из одного или более элементов Cd, Sm, Eu, и/или 0,1-5% по отдельности или в совокупности из одного или более элементов Mo, W и V, остальное Fe. Недостатком данного изобретения является большая концентрация дорогостоящего никеля, а также содержание бора в ней менее 3%, что ограничивает ее применение для хранения более обогащенных видов топлива.JPH 06192792 (publ. 07.12.1994) describes the production of stainless steel having a higher neutron absorption capacity than conventional boron-containing stainless steel, excellent corrosion resistance, good workability during hot rolling, and the possibility of use for neutron shielding. Boron-containing stainless steel has the following composition: by weight, ≤0.02% C, ≤0.5% Si, ≤2% Mn, 10-22%, Ni, 18-26% Cr, ≤3.0% B, ≤ 0.1% Mg, ≤0.5% Al, 0.05-1.0% Gd and / or 0.1-5%, individually or in combination, from one or more elements of Ti, Zr and Nb, ≤ 1% of each of one or more elements of Cd, Sm, Eu, and / or 0.1-5% individually or in combination of one or more elements of Mo, W and V, the rest is Fe. The disadvantage of this invention is the high concentration of expensive nickel, as well as its boron content of less than 3%, which limits its use for storing more enriched fuels.

В патенте JPH 0499806 (опубл. 31.03.1992) рассматривается вопрос получения борсодержащей аустенитной нержавеющей стали для транспортировки и хранения отработанного ядерного топлива из порошка быстрого затвердевшей борсодержащей аустенитной нержавеющей стали, а также сталей SUS304 или SUS316. Распыленный порошок (% по массе: 0,3-3,0% В, ≤0,08% С, 0,01-2,0% Si, ≤2,0% Mn, 16.0-20.0% Cr, 8.0-15.0% Ni, ≤0,2% H, остальное Fe) закладывается между пластинами сталей SUS304 (L) или SUS316 (L), имеющих толщину 2-50 мм для изготовления стального сляба горячей экструзией. Эта горячекатаная и борсодержащая аустенитная нержавеющая стальная пластина, имеет отличную коррозионную стойкость и технологическую обрабатываемость. Недостатком данного изобретения является сложность и высокая стоимость производства из-за наличия процедур распыления порошка и последующей экструзии.JPH 0499806 (published March 31, 1992) discusses the production of boron-containing austenitic stainless steel for transporting and storing spent nuclear fuel from the powder of quickly hardened boron-containing austenitic stainless steel, as well as SUS304 or SUS316. Atomized powder (% by mass: 0.3-3.0% V, ≤0.08% C, 0.01-2.0% Si, ≤2.0% Mn, 16.0-20.0% Cr, 8.0-15.0 % Ni, ≤0.2% H, the rest Fe) is laid between the plates of SUS304 (L) or SUS316 (L) steels having a thickness of 2-50 mm for the manufacture of a steel slab by hot extrusion. This hot rolled and boron-containing austenitic stainless steel plate has excellent corrosion resistance and processability. The disadvantage of this invention is the complexity and high cost of production due to the presence of powder spraying procedures and subsequent extrusion.

В патенте GB 1244876 (опубл. 02.09.1971) рассматривается нержавеющая сталь, которая защищает от ядерного излучения и имеет следующий состав: по массе, С <0,1%, Cr 20-30%, Ni <5%, Mn <3%, Si <2%, В 0,5-6%, Fe - остальное. Недостатком представленного изобретения является низкая технологическая пластичность стали и возможность изготовления из нее только отливок.GB 1244876 (publ. 09/02/1971) describes stainless steel that protects against nuclear radiation and has the following composition: by mass, C <0.1%, Cr 20-30%, Ni <5%, Mn <3% , Si <2%, B 0.5-6%, Fe - the rest. The disadvantage of the present invention is the low technological ductility of steel and the possibility of manufacturing from it only castings.

В патенте РФ №1122009 (опубл. 19.07.1983 г.) рассматривается коррозионностойкая сталь следующего состава: С 0,02-0,10; Si 0,10-0,80; Mn 0,10-0,50; Cr 13,0-16,0; В 1,0-2,0; V 0,05-0,35; Се 0,01-0,04; Al 0,15-0,8; Ti 2,0-4,0; Fe остальное. Недостатком данной стали является невозможность обеспечения безопасного хранения отработавшего ядерного топлива при содержании в нем урана U-235>5% из-за низкого содержания в ее составе бора.In the patent of the Russian Federation No. 1122009 (published on July 19, 1983), corrosion-resistant steel of the following composition is considered: C 0.02-0.10; Si 0.10-0.80; Mn 0.10-0.50; Cr 13.0-16.0; B 1.0-2.0; V 0.05-0.35; Ce 0.01-0.04; Al 0.15-0.8; Ti 2.0-4.0; Fe the rest. The disadvantage of this steel is the impossibility of ensuring safe storage of spent nuclear fuel with a U-235> 5% uranium content due to the low content of boron in its composition.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является сталь следующего состава: С 0,021-0,10, Si 0,10-0,80, Mn 0,10-0,50, Cr 13,0-16,0, В 2,01-3,5, V 0,05-0,35, Се 0,01-0,04, Al 0,15-0,8, Ti 4,02-10,0, Fe - остальное из патента RU 2399691 (опубл. 20.09.2010). За счет повышенного содержания бора у стали повышается нейтроннопоглощающая способность и обеспечивается возможность ее использования в средствах транспортировки и хранения топлива с обеспечением ядерной безопасности в условиях нормальной эксплуатации и в аварийных ситуациях. Отличием предлагаемого изобретения является наличие в составе сплава циркония, обеспечивающего более высокий уровень технологической пластичности при горячей обработке давлением, а также повышенные механические свойства.Closest to the proposed invention is steel of the following composition: C 0.021-0.10, Si 0.10-0.80, Mn 0.10-0.50, Cr 13.0-16.0, B 2.01-3 5, V 0.05-0.35, Ce 0.01-0.04, Al 0.15-0.8, Ti 4.02-10.0, Fe - the rest from patent RU 2399691 (publ. 20.09 .2010). Due to the increased boron content in steel, the neutron absorption capacity is increased and the possibility of its use in means of transportation and storage of fuel with nuclear safety in normal operation and in emergency situations is ensured. The difference of the invention is the presence in the composition of the zirconium alloy, which provides a higher level of technological plasticity during hot processing, as well as increased mechanical properties.

Техническим результатом данного изобретения является повышение нейтронпоглощающей способности коррозинностойкого сплава и, как следствие, возможность хранения более обогащенного топлива, при сохранении высокой технологической пластичности при горячей обработке давлением. Результат достигается за счет формирования структуры, состоящей из дисперсных боридов, благодаря следующему химическому составу материала (масс. %): С ≤0,05%, Mn 0,2-0,5%, Si 0,1-0,4%, Cr 15,0 -The technical result of this invention is to increase the neutron-absorbing ability of a corrosion-resistant alloy and, as a result, the ability to store more enriched fuel, while maintaining high technological plasticity during hot processing by pressure. The result is achieved due to the formation of a structure consisting of dispersed borides, due to the following chemical composition of the material (wt.%): C ≤0.05%, Mn 0.2-0.5%, Si 0.1-0.4%, Cr 15.0 -

-17,0%, В 3,0-3,3%, Ti 4,0-6,0%, Zr 4,0-6,0%. -17.0%, B 3.0-3.3%, Ti 4.0-6.0%, Zr 4.0-6.0%.

Описание чертежей.Description of the drawings.

Фиг. 1 - Микроструктура сплава Fe-17%Cr-6%Ti-4%Zr-3,3%B-0,2%Mn-0,2%Si-0,03%C в литом состоянииFIG. 1 - Microstructure of alloy Fe-17% Cr-6% Ti-4% Zr-3.3% B-0.2% Mn-0.2% Si-0.03% C in molten state

Фиг. 2 - Дифрактограмма сплава Fe-17%Cr-6%Ti-4%Zr-3,3%B-0,2%Mn-0,2%Si-0,03%C в литом состоянииFIG. 2 - Diffraction pattern of the alloy Fe-17% Cr-6% Ti-4% Zr-3.3% B-0.2% Mn-0.2% Si-0.03% C in the cast state

Фиг. 3 - Микроструктура сплава Fe-15%Cr-4%Ti-6%Zr-3%B-0,3%Mn-0,1%Si-0,05%С в литом состоянииFIG. 3 - Microstructure of the alloy Fe-15% Cr-4% Ti-6% Zr-3% B-0.3% Mn-0.1% Si-0.05% C in molten state

Фиг. 4 - Дифрактограмма сплава Fe-15%Cr-4%Ti-6%Zr-3%B-0,3%Mn-0,1%Si-0,05%C в литом состоянииFIG. 4 - X-ray diffraction pattern for Fe-15% Cr-4% Ti-6% Zr-3% B-0.3% Mn-0.1% Si-0.05% C alloy

Фиг. 5 - Микроструктура сплава Fe-15%Cr-8%Ti-2%Zr-3,1%B-0,3%Mn-0,2%Si-0,05%C в литом состоянииFIG. 5 - Microstructure of the alloy Fe-15% Cr-8% Ti-2% Zr-3.1% B-0.3% Mn-0.2% Si-0.05% C in the molten state

Фиг. 6 - Дифрактограмма сплава Fe-15%Cr-8%Ti-2%Zr-3,1%B-0,3%Mn-0,2%Si-0,05%C в литом состоянииFIG. 6 - Diffraction pattern of the alloy Fe-15% Cr-8% Ti-2% Zr-3.1% B-0.3% Mn-0.2% Si-0.05% C in the cast state

Фиг. 7 - Разрушение образца сплава Fe-15%Cr-8%Ti-2%Zr-3,1%B-0,3%Mn-0,2%Si-0,05%C при деформации сжатием при температуре 1150°С и скорости деформации 1 с-1 FIG. 7 - Destruction of an alloy sample Fe-15% Cr-8% Ti-2% Zr-3.1% B-0.3% Mn-0.2% Si-0.05% C during deformation by compression at a temperature of 1150 ° C and strain rate 1 s -1

Осуществление изобретения.The implementation of the invention.

Сплав следующего состава (масс. %): С 0-0,05%, Mn 0,2-0,5%, Si 0,1-0,4%, Cr 15,0-17,0%, В 3,0-3,3%, Ti 4,0-6,0%, Zr 4,0-6,0%, получен путем сплавления чистых шихтовых материалов и лигатуры ферробор ФБ17 в аргонно-дуговой печи на медном водоохлаждаемом поде. Разливку расплава осуществляют путем гравитационного литья в массивную медную изложницу. Исследование структуры сплавов проводят с использованием рентгеноструктурного анализа на образцах, вырезанных из поперечного сечения отливок, а также методом сканирующей электронной микроскопии. Определение пластичности при горячей обработке давлением осуществляют на комплексе физического моделирования Gleeble 3800 при температурах 1050-1150°С и скоростях деформации 0,1-10 с-1.The alloy of the following composition (wt.%): C 0-0.05%, Mn 0.2-0.5%, Si 0.1-0.4%, Cr 15.0-17.0%, B 3, 0-3.3%, Ti 4.0-6.0%, Zr 4.0-6.0%, obtained by alloying pure charge materials and master alloy ferroboron FB17 in an argon-arc furnace on a copper water-cooled hearth. The melt is cast by gravity casting into a massive copper mold. The study of the structure of the alloys is carried out using x-ray diffraction analysis on samples cut from the cross section of the castings, as well as by scanning electron microscopy. The plasticity determination during hot pressure processing is carried out on a physical modeling complex Gleeble 3800 at temperatures of 1050-1150 ° C and strain rates of 0.1-10 s -1 .

Пример 1.Example 1

Сплав состава Fe-17%Cr-6%Ti-4%Zr-3,3%B-0,2%Mn-0,2%Si-0,03%C был получен следующим образом:The alloy composition Fe-17% Cr-6% Ti-4% Zr-3.3% B-0.2% Mn-0.2% Si-0.03% C was obtained as follows:

Для приготовления сплава использовались чистые металлы: железо, хром, цирконий, титан чистотой 99,9%, а также лигатура ферробор ФБ17, содержащая 17 масс. % бора, а также примеси марганца, кремния и углерода. Плавку вели в аргонно-дуговой печи на медном водоохлаждаемом поде. Разливку осуществляли в массивную медную изложницу с диаметром 12,7 мм.To prepare the alloy, pure metals were used: iron, chromium, zirconium, titanium with a purity of 99.9%, as well as ligature ferroboron FB17, containing 17 mass. % boron, as well as impurities of manganese, silicon and carbon. Melting was conducted in an argon-arc furnace on a copper water-cooled hearth. Casting was carried out in a massive copper mold with a diameter of 12.7 mm.

Структуру образца сплава исследовали методом сканирующей электронной микроскопии (фиг. 1) и рентгеноструктурного анализа (фиг. 2). Структура сплава представляет собой ферритную матрицу с распределенными в ней дисперсными боридами титана, циркония и боридом (Fe,Cr)2B.The structure of the alloy sample was investigated by scanning electron microscopy (Fig. 1) and X-ray diffraction analysis (Fig. 2). The alloy structure is a ferrite matrix with dispersed borides of titanium, zirconium and boride (Fe, Cr) 2 B.

Анализ результатов механических испытаний на комплексе физического моделирования термомеханических процессов, а также внешнего вида образцов после испытаний показал отсутствие признаков разрушения при температурах испытания 1050, 1100 и 1150°С и скоростях деформации 0,1, 1 и 10 с-1, и как следствие хорошую технологическую пластичность в широком интервале температур и скоростей деформации.Analysis of the results of mechanical tests on a complex of physical modeling of thermomechanical processes, as well as the appearance of samples after testing, showed no signs of fracture at test temperatures of 1050, 1100 and 1150 ° C and strain rates of 0.1, 1 and 10 s -1 , and as a result, good technological plasticity in a wide range of temperatures and strain rates.

Пример 2.Example 2

Сплав состава Fe-15%Cr-4%Ti-6%Zr-3%B-0,3%Mn-0,1%Si-0,05%C был получен следующим образом:The alloy composition Fe-15% Cr-4% Ti-6% Zr-3% B-0.3% Mn-0.1% Si-0.05% C was obtained as follows:

Для приготовления сплава использовались чистые металлы: железо, хром, цирконий, титан чистотой 99,9%, а также лигатура ферробор ФБ17, содержащая 17 масс. % бора и примеси марганца, кремния и углерода. Плавку вели в аргонно-дуговой печи на медном водоохлаждаемом поде Разливку осуществляли в массивную медную изложницу с диаметром 12,7 мм.To prepare the alloy, pure metals were used: iron, chromium, zirconium, titanium with a purity of 99.9%, as well as ligature ferroboron FB17, containing 17 mass. % boron and impurities of manganese, silicon and carbon. Melting was carried out in an argon-arc furnace on a copper water-cooled hearth. The casting was carried out in a massive copper mold with a diameter of 12.7 mm.

Структуру образца сплава исследовали методом сканирующей электронной микроскопии (фиг. 3) и рентгеноструктурного анализа (фиг. 4). Структура сплава представляет собой ферритную матрицу с распределенными в ней дисперсными боридами титана, циркония и боридом (Fe,Cr)2B.The structure of the alloy sample was investigated by scanning electron microscopy (Fig. 3) and X-ray diffraction analysis (Fig. 4). The alloy structure is a ferrite matrix with dispersed borides of titanium, zirconium and boride (Fe, Cr) 2 B.

Анализ результатов механических испытаний на комплексе физического моделирования термомеханических процессов, а также внешнего вида образцов после испытаний показал отсутствие признаков разрушения при температурах испытания 1050, 1100 и 1150°С и скоростях деформации 0,1, 1 и 10 с-1, и как следствие хорошую технологическую пластичность в широком интервале температур и скоростей деформации.Analysis of the results of mechanical tests on a complex of physical modeling of thermomechanical processes, as well as the appearance of samples after testing, showed no signs of fracture at test temperatures of 1050, 1100 and 1150 ° C and strain rates of 0.1, 1 and 10 s -1 , and as a result, good technological plasticity in a wide range of temperatures and strain rates.

Пример 3.Example 3

Сплав состава Fe-15%Cr-8%Ti-2%Zr-3,1%B-0,3%Mn-0,2%Si-0,05%C был получен следующим образом:The alloy composition Fe-15% Cr-8% Ti-2% Zr-3.1% B-0.3% Mn-0.2% Si-0.05% C was obtained as follows:

Для приготовления сплава использовались чистые металлы: железо, хром, цирконий, титан чистотой 99,9%, а также лигатура ферробор ФБ17, содержащая 17 масс. % бора и примеси марганца, кремния, углерода. Плавку вели в аргонно-дуговой печи на медном водоохлаждаемом поде Разливку осуществляли в массивную медную изложницу с диаметром 12,7 мм.To prepare the alloy, pure metals were used: iron, chromium, zirconium, titanium with a purity of 99.9%, as well as ligature ferroboron FB17, containing 17 mass. % boron and impurities of manganese, silicon, carbon. Melting was carried out in an argon-arc furnace on a copper water-cooled hearth. The casting was carried out in a massive copper mold with a diameter of 12.7 mm.

Структуру образца сплава исследовали методом сканирующей электронной микроскопии (фиг. 5) и рентгеноструктурного анализа (фиг. 6). Структура сплава представляет собой ферритную матрицу с распределенными в ней дисперсными боридами титана, циркония и боридом (Fe,Cr)2B. Кроме того в структуре присутствуют также крупные иглообразные первичные кристаллы (Fe,Cr)2B (фиг. 5).The structure of the alloy sample was investigated by scanning electron microscopy (Fig. 5) and X-ray diffraction analysis (Fig. 6). The alloy structure is a ferrite matrix with dispersed borides of titanium, zirconium and boride (Fe, Cr) 2 B distributed in it. In addition, large needle-like primary crystals (Fe, Cr) 2 B are also present in the structure (Fig. 5).

Анализ результатов механических испытаний на комплексе физического моделирования термомеханических процессов, а также внешнего вида образцов после испытаний показал наличие трещин на образцах (фиг. 7) после испытания при температурах испытания 1050, 1100 и 1150°С и скоростях деформации 1 и 10 с-1. Наличие признаков разрушения свидетельствует о низкой технологической пластичности при содержании циркония в сплаве менее 4 масс. % из-за образования крупных иглообразных первичных кристаллов (Fe,Cr)2B.Analysis of the results of mechanical tests on a complex of physical modeling of thermomechanical processes, as well as the appearance of the samples after testing showed the presence of cracks in the samples (Fig. 7) after testing at test temperatures of 1050, 1100 and 1150 ° C and strain rates of 1 and 10 s -1 . The presence of signs of destruction indicates a low technological plasticity with a zirconium content in the alloy of less than 4 mass. % due to the formation of large needle-shaped primary crystals (Fe, Cr) 2 B.

Claims (9)

Коррозионно-стойкий нейтроно-поглощающий сплав на основе железа, содержащий углерод, марганец, кремний, хром, бор, титан и железо, отличающийся тем, что он дополнительно содержит цирконий при следующем соотношении компонентов, мас.%:A corrosion-resistant iron-based neutron-absorbing alloy containing carbon, manganese, silicon, chromium, boron, titanium and iron, characterized in that it additionally contains zirconium in the following ratio of components, wt.%: углерод ≤0,05;carbon ≤0.05; марганец 0,2-0,5;manganese 0.2-0.5; кремний 0,1-0,4;silicon 0.1-0.4; хром 15,0-17,0;chrome 15.0-17.0; бор 3,0-3,3;boron 3.0-3.3; титан 4,0-6,0;titanium 4.0-6.0; цирконий 4,0-6,0;zirconium 4.0-6.0; железо - остальное.iron is the rest.
RU2017136328A 2017-10-16 2017-10-16 Corrosive-resistant material with high boron content RU2669261C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017136328A RU2669261C1 (en) 2017-10-16 2017-10-16 Corrosive-resistant material with high boron content

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017136328A RU2669261C1 (en) 2017-10-16 2017-10-16 Corrosive-resistant material with high boron content

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2669261C1 true RU2669261C1 (en) 2018-10-09

Family

ID=63798317

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017136328A RU2669261C1 (en) 2017-10-16 2017-10-16 Corrosive-resistant material with high boron content

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2669261C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115050501A (en) * 2022-04-20 2022-09-13 西安稀有金属材料研究院有限公司 Zirconium gadolinium alloy with concentrated nitric acid corrosion resistance and neutron shielding effect
CN117127100A (en) * 2023-07-17 2023-11-28 山西太钢不锈钢股份有限公司 A kind of neutron absorbing material blank for spent fuel storage and its preparation method

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5534636A (en) * 1978-08-30 1980-03-11 Hitachi Metals Ltd Boron-containing austenitic stainless steel with superior hot workability for nuclear reactor
JPS62222049A (en) * 1986-03-24 1987-09-30 Sumitomo Metal Ind Ltd B-containing stainless steel excellent in corrosion resistance
JPH06192792A (en) * 1992-10-30 1994-07-12 Sumitomo Metal Ind Ltd Boron-containing stainless steel with high corrosion resistance
SU1122009A1 (en) * 1983-07-19 1996-12-10 Научно-Производственное Объединение По Технологии Машиностроения "Цниитмаш" Corrosion-resistant steel
RU2399691C1 (en) * 2009-05-22 2010-09-20 Александр Иванович Осадчий Neutron-absorbing steel
RU2420600C1 (en) * 2009-09-24 2011-06-10 Открытое акционерное общество "Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара" Extra thin-wall tube from austenite boron-containing steel for cover of fuel element, and method for its manufacture
RU2434969C1 (en) * 2011-03-18 2011-11-27 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения" (ОАО НПО "ЦНИИТМАШ") Corrosion resistant steel with increased neutron absorptivity
RU2519064C1 (en) * 2013-01-22 2014-06-10 Общество с ограниченной ответственностью "Технологии энергетического машиностроения" (ООО "ТЭМ") Rust-resisting alloyed neutron-absorbing steel for production of hexagonal shell pipes for sealed storage of nuclear fuel in pumped pools and its transportation

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5534636A (en) * 1978-08-30 1980-03-11 Hitachi Metals Ltd Boron-containing austenitic stainless steel with superior hot workability for nuclear reactor
SU1122009A1 (en) * 1983-07-19 1996-12-10 Научно-Производственное Объединение По Технологии Машиностроения "Цниитмаш" Corrosion-resistant steel
JPS62222049A (en) * 1986-03-24 1987-09-30 Sumitomo Metal Ind Ltd B-containing stainless steel excellent in corrosion resistance
JPH06192792A (en) * 1992-10-30 1994-07-12 Sumitomo Metal Ind Ltd Boron-containing stainless steel with high corrosion resistance
RU2399691C1 (en) * 2009-05-22 2010-09-20 Александр Иванович Осадчий Neutron-absorbing steel
RU2420600C1 (en) * 2009-09-24 2011-06-10 Открытое акционерное общество "Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара" Extra thin-wall tube from austenite boron-containing steel for cover of fuel element, and method for its manufacture
RU2434969C1 (en) * 2011-03-18 2011-11-27 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения" (ОАО НПО "ЦНИИТМАШ") Corrosion resistant steel with increased neutron absorptivity
RU2519064C1 (en) * 2013-01-22 2014-06-10 Общество с ограниченной ответственностью "Технологии энергетического машиностроения" (ООО "ТЭМ") Rust-resisting alloyed neutron-absorbing steel for production of hexagonal shell pipes for sealed storage of nuclear fuel in pumped pools and its transportation

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115050501A (en) * 2022-04-20 2022-09-13 西安稀有金属材料研究院有限公司 Zirconium gadolinium alloy with concentrated nitric acid corrosion resistance and neutron shielding effect
CN117127100A (en) * 2023-07-17 2023-11-28 山西太钢不锈钢股份有限公司 A kind of neutron absorbing material blank for spent fuel storage and its preparation method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kimura et al. High burnup fuel cladding materials R&D for advanced nuclear systems: nano-sized oxide dispersion strengthening steels
Kim et al. Development of alumina-forming duplex stainless steels as accident-tolerant fuel cladding materials for light water reactors
CN108779535A (en) High temperature, radiation hardness ferrite-martensite steel
Choi et al. Fabrication of Gd containing duplex stainless steel sheet for neutron absorbing structural materials
CN106086692B (en) Reactor spentnuclear fuel storing special steel base alloy material and preparation method thereof
CN108779538A (en) High-strength Fe-Cr-Ni-Al multiphase stainless steel and its manufacturing method
CN111826583B (en) High-corrosion-resistance boron stainless steel material and preparation method and application thereof
WO2016039679A1 (en) A steel for a lead cooled reactor
RU2669261C1 (en) Corrosive-resistant material with high boron content
CN110396624B (en) Boron-rich nickel-tungsten-based alloy material for nuclear shielding and preparation method thereof
CN110273098B (en) Nuclear shielding austenitic stainless steel alloy material and preparation method thereof
He On the structure-property correlation and the evolution of nanofeatures in 12-13.5% Cr oxide dispersion strengthened ferritic steels
CN111621702B (en) Nuclear grade stainless steel for high-level waste glass solidification container
CN108026620A (en) Dispersion strengthened austenitic system stainless steel steel, the manufacture method of the stainless steel steel and the manufacture thing that is formed by the stainless steel steel
CN110373573B (en) Gadolinium-rich nickel-tungsten-based alloy material for nuclear shielding and preparation method thereof
Latha et al. Effect of P and Si on creep induced precipitation in 20% CW Ti-modified 14Cr-15Ni stainless steel fast reactor clad
CN115478220A (en) Ferrite/martensite heat-resistant steel for lead-bismuth pile and preparation method thereof
CN114574747B (en) Low-activation anti-irradiation and corrosion-resistant high-entropy alloy for nuclear reactor and preparation method thereof
Zhang et al. Effect of the combined addition of Y and Ti on the second phase and mechanical properties of China low-activation martensitic steel
EP1149180B1 (en) Zirconium based alloy and component in a nuclear energy plant
CN115449668A (en) A kind of preparation method of dysprosium-rich nickel-based alloy used for nuclear shielding material
RU2434969C1 (en) Corrosion resistant steel with increased neutron absorptivity
Schmidt et al. Review of the Development and Testing of a New Family of Boron and Gadolinium-bearing Dual Thermal Neutron Absorbing Alloys-13026
RU2325459C2 (en) Chromium low-doped corrosion-resistant and radiation-resistant steel
Broussard et al. Chemical interaction and compatibility of uranium mononitride and alumina forming austenitic stainless steel