nucВестник НЯЦ РКNNC RK Bulletin1729-75161729-7885Национальный ядерный центр Республики Казахстан10.52676/1729-7885-2019-3-10-18nuc-130Research ArticleСтатьиРАДИАЦИОННАЯ РЕЛАКСАЦИЯ НАПРЯЖЕНИЙ В РЕАКТОРНЫХ СТАЛЯХ, ОБЛУЧЕННЫХ НЕЙТРОНАМИ ИЛИ ИМПУЛЬСНЫМИ ЭЛЕКТРОНАМИRADIATION RELAXATION OF STRESSES IN REACTOR STEELS IRRADIATED BY NEUTRONS OR PULSE ELECTRONSМаксимкинО. П.MaksimkinО. P.

Алматы

Москва

Almaty

Moscow

ЯровчукА. В.YarovchukA. V.

Алматы

Almaty

ШортМ.ShortM.Институт ядерной физики; НИИЯУ «МИФИ»КазахстанInstitute of Nuclear Physics; National Research Nuclear University MEPhIKazakhstanИнститут Ядерной ФизикиКазахстанInstitute of Nuclear PhysicsKazakhstanМассачусетский технологический институт (MIT)Соединённые Штаты АмерикиMassachusetts Institute of Technology (MIT)United States201930092019031018Copyright © Максимкин О.П., Яровчук А.В., Шорт М., 20192019Максимкин О.П., Яровчук А.В., Шорт М.Maksimkin О.P., Yarovchuk A.V., Short M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journals.nnc.kz/jour/article/view/130

Представлены экспериментальные результаты по релаксации внутренних напряжений в конструкционных нержавеющих сталяхХ18Н9Т, 12Х18Н10Т и AISI 316 после нейтронного облучения, воздействия стационарными или импульсными потоками электронов различной мощности. Установлено, что в сталях, облученных низкими флюенсами нейтронов (1016 ÷1018 н/см2), при деформации растяжением в результате релаксационных явлений мартенситный γ→α переход начинается при меньших значениях критических напряжений, чем после аустенизации. При этом наблюдается аномальный эффект снижения предела текучести и уменьшения величины механической работы, затрачиваемой на разрушение стального образца. Выявлены особенности релаксации внутренних напряжений и образования α-фазы в нержавеющих сталях при облучении электронами различной энергии. Показано, что радиационная релаксация внутренних напряжений, вызванная воздействием нейтронов, импульсных или стационарных электронов, изменяя условия образования α-фазы, определяет уровень механических и коррозионных свойств облученной нержавеющей стали.

Experimental results on the relaxation of internal stresses in structural stainless steels Х18Н9Т, 12Х18Н10Т and AISI 316 after neutron irradiation, effects of stationary or pulsed electrons of various powers are presented. It has been established that in steels irradiated with low neutron fluxes (1016 ÷ 1018 n/cm2), the deformation by extension as a result of relaxation phenomena is the martensitic γ → α transition begins at lower values of critical stresses than after austenization. At the same time, there is an anomalous effect of reducing the yield strength and reducing the amount of mechanical workexpended on the destruction of the steel sample. The features of the relaxation of internal stresses and the formation of the α-phase in stainless steels under irradiation with electrons of various energies are revealed. It is shown that the radiation relaxation of internal stresses caused by the action of neutrons, pulsed or stationary electrons, changing the conditions for the formation of the α-phase, determines the level of mechanical and corrosion properties of irradiated stainless steel.

ReferencesАрбузов В.Л., Гощицкий Б.Н., Данилов С.Е., Зуев Ю.Н., Сагарадзе В.В. Радиационные дефекты и водород в аустенитной и аустенитно-мартенситной сталях при низкотемпературном облучении. // ФММ. – 2010. – № 5.– С. 511–519.Арбузов В.Л., Гощицкий Б.Н., Данилов С.Е., Зуев Ю.Н., Сагарадзе В.В. Радиационные дефекты и водород в аустенитной и аустенитно-мартенситной сталях при низкотемпературном облучении. // ФММ. – 2010. – № 5.– С. 511–519.Дружков А. П., Арбузов В. Л, Перминов Д. А. Радиационные дефекты и низкотемпературное упрочнение в сплаве Fe-Cr. // ФММ. – 2011. – т. 111, № 2.–С. 218–224.Дружков А. П., Арбузов В. Л, Перминов Д. А. Радиационные дефекты и низкотемпературное упрочнение в сплаве Fe-Cr. // ФММ. – 2011. – т. 111, № 2.–С. 218–224.Максимкин О.П. Дефекты упаковки, их энергия и влияние на свойства облученных металлов и сплавов. // Алматы. – 2010. – 72 с.Максимкин О.П. Дефекты упаковки, их энергия и влияние на свойства облученных металлов и сплавов. // Алматы. – 2010. – 72 с.Maziasz, P.J. Overview of microstructural evolution in neutron-irradiated austenitic stainless steels. // J Nucl Mater. – 1993. – V. 205. – P.118–145.Maziasz, P.J. Overview of microstructural evolution in neutron-irradiated austenitic stainless steels. // J Nucl Mater. – 1993. – V. 205. – P.118–145.Фарбер B.M. Селиванова O.B. Классификация процессов релаксации напряжений и их проявление на различных стадиях пластической деформации металлов. // Металлы. – 2001.– № 1.– С. 110–115.Фарбер B.M. Селиванова O.B. Классификация процессов релаксации напряжений и их проявление на различных стадиях пластической деформации металлов. // Металлы. – 2001.– № 1.– С. 110–115.Лившиц Б.Г., Крапотин B.C., Липецкий Я.Л. Физические свойства металлов и сплавов. М. «Металлургия». – 1980. – 320 с.Лившиц Б.Г., Крапотин B.C., Липецкий Я.Л. Физические свойства металлов и сплавов. М. «Металлургия». – 1980. – 320 с.Kim J.W., Byun T.S. // Journal of Nuclear Materials. – 2010. – V. 396. – P. 10–19.Kim J.W., Byun T.S. // Journal of Nuclear Materials. – 2010. – V. 396. – P. 10–19.Максимкин О.П., Мережко М.С., Мережко Д.А. Кинетика фазового превращения в процессе пластической деформации облученных нейтронами метастабильных сталей 12Х18Н10Т и AISI 304. // Труды семинара «Ядерный потенциал РК». – 2010. – Алматы. – С. 115–118.Максимкин О.П., Мережко М.С., Мережко Д.А. Кинетика фазового превращения в процессе пластической деформации облученных нейтронами метастабильных сталей 12Х18Н10Т и AISI 304. // Труды семинара «Ядерный потенциал РК». – 2010. – Алматы. – С. 115–118.Максимкин О.П., Садвакасов Д.Х. Влияние температуры деформации и отжига на мартенситное y→α превращение и механические свойства стали 12Х18Н10Т, облученной нейтронами. / Физика металлов и материаловедение. – 1992. – № 5.– С. 136–139.Максимкин О.П., Садвакасов Д.Х. Влияние температуры деформации и отжига на мартенситное y→α превращение и механические свойства стали 12Х18Н10Т, облученной нейтронами. / Физика металлов и материаловедение. – 1992. – № 5.– С. 136–139.Максимкин О.П. К вопросу о физической природе эффекта дозового насыщения радиационного упрочнения аустенитных нержавеющих сталей. // Вестник НЯЦ РК. – 2013. – Вып. 3.– С. 10–16.Максимкин О.П. К вопросу о физической природе эффекта дозового насыщения радиационного упрочнения аустенитных нержавеющих сталей. // Вестник НЯЦ РК. – 2013. – Вып. 3.– С. 10–16.Максимкин О.П., Гусев М.Н. Изменения напряжений течения и латентной энергии при деформации нержавеющей стали 12Х18Н10Т, облученной нейтронами. // Письма в ЖТФ. – 2003. – т. 29, № 3. – С. 1–7.Максимкин О.П., Гусев М.Н. Изменения напряжений течения и латентной энергии при деформации нержавеющей стали 12Х18Н10Т, облученной нейтронами. // Письма в ЖТФ. – 2003. – т. 29, № 3. – С. 1–7.Максимкин О.П., Петухов В.К., Садвакасов Д.Х. Влияние электронного облучения на y→α превращение и механические свойства стали 12Х18Н9. // Сборник научных трудов «Радиационная физика твердого тела» Алматы. – 1993. – С. 52–57.Максимкин О.П., Петухов В.К., Садвакасов Д.Х. Влияние электронного облучения на y→α превращение и механические свойства стали 12Х18Н9. // Сборник научных трудов «Радиационная физика твердого тела» Алматы. – 1993. – С. 52–57.Поздняков В.А., Александрова Н.М. Поля температур и термоупругих напряжений. // Физика и химия обработки металлов. – 2004. – № 5. – С. 61–66.Поздняков В.А., Александрова Н.М. Поля температур и термоупругих напряжений. // Физика и химия обработки металлов. – 2004. – № 5. – С. 61–66.Максимкин О.П. и др. Влияние импульсных электронных пучков на механические свойства и мартенситные y→α превращения в стали 12Х18Н10Т. // Сборник научных трудов ДГТУ. – 2009. – № 1(2). – С. 13–19.Максимкин О.П. и др. Влияние импульсных электронных пучков на механические свойства и мартенситные y→α превращения в стали 12Х18Н10Т. // Сборник научных трудов ДГТУ. – 2009. – № 1(2). – С. 13–19.Максимкин О.П., А.В. Яровчук, О.В.Рофман, Л.Г. Турубарова, С.Б. Кислицин, А.С. Диков. Старение и коррозия конструкционных материалов, облученных нейтронами в атомных реакторах БН-350 и ВВР-К. // Материалы международной школы-конференции для молодых ученых специалистов МИФИ, Москва. – 2016. – 17–21 октябрь. – С. 31.Максимкин О.П., А.В. Яровчук, О.В.Рофман, Л.Г. Турубарова, С.Б. Кислицин, А.С. Диков. Старение и коррозия конструкционных материалов, облученных нейтронами в атомных реакторах БН-350 и ВВР-К. // Материалы международной школы-конференции для молодых ученых специалистов МИФИ, Москва. – 2016. – 17–21 октябрь. – С. 31.Maksimkin O.P. Phase diffusionless y→α transformations and their effect on physical, mechanical and corrosion properties of austentic stainless steels irradiated with neutrons and charged particles. // Material Science and Engineering. – 2016.– v. 130. – P. 1–13.Maksimkin O.P. Phase diffusionless y→α transformations and their effect on physical, mechanical and corrosion properties of austentic stainless steels irradiated with neutrons and charged particles. // Material Science and Engineering. – 2016.– v. 130. – P. 1–13.Максимкин О.П., Рубан С.В., Рыбин С.В. Аномальный эффект изменения магнитных и механических свойств облученной нейтронами нержавеющей стали 12Х18Н10Т при отжиге 400 °С. // Вестник НЯЦ РК. – 2011. – вып. 3. – С. 98–101.Максимкин О.П., Рубан С.В., Рыбин С.В. Аномальный эффект изменения магнитных и механических свойств облученной нейтронами нержавеющей стали 12Х18Н10Т при отжиге 400 °С. // Вестник НЯЦ РК. – 2011. – вып. 3. – С. 98–101.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.