Оценка конструкционной пригодности сталей, используемых в ядерной энергетике

А. В. Шиян, Ю. Я. Мешков

Институт металлофизики им. Г. В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03142 Киев, Украина

Получена: 03.10.2018; окончательный вариант - 20.02.2019. Скачать: PDF

Для нужд ядерной энергетики разработана методика прогнозирования температуры хрупкости (референсной температуры) $Т_0$. В рамках концепции конструкционной пригодности металлов и сплавов разработана методология расчёта величины коэффициента интенсивности напряжений $K_{Q(\textrm{IC})}$ при комнатной температуре $T_K$ (293 К) по результатам испытаний стандартных гладких образцов на одноосное растяжение. Проведена оценка конструкционной пригодности сталей, используемых в ядерной энергетике. Установлено принципиально важное научное положение в области материаловедения механических свойств о том, что все конструкционные стали можно разделить на два вида по поведению механических характеристик, которое отличается по признаку характера изменения зависимости показателей пластичности $\psi_K$ от уровня прочности $\sigma_{0,2}$ при условии постоянства механической стабильности $K_{ms}$ или деформационной стойкости (изломостойкости) $B_r$. Это обстоятельство, в свою очередь, приводит к формированию разных видовых переходов при разных температурах испытаний, поэтому без учета указанных факторов никакое описание взаимосвязи между сложными (комплексными) параметрами сплавов и их простыми (базовыми) характеристиками, а также этих параметров между собой не представляется возможным.

Ключевые слова: охрупчивание, деформационная стойкость, изломостойкость, референсная температура, коэффициент интенсивности напряжений, конструкционная пригодность.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v41/i06/0775.html

PACS: 46.50.+a, 61.82.Bg, 62.20.fk, 62.20.mj, 62.20.mm, 62.20.mt


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. Standard Test Method for Determination of Reference Temperature, T0, for Ferritic Steels in the Transition Range, ASTM E 1921 (2005).
  2. Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов. Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении, ГОСТ 25.506-85 (Москва: Изд-во стандартов: 1985).
  3. I. Dlouhy, T. Smida, and J. Babjak, Metallic Mater., 48, No. 6: 345 (2010). Crossref
  4. K. Wallin, Nucl. Eng. Design, 193, Iss. 3: 317 (1999). Crossref
  5. С. А. Котречко, А. В. Шиян, Е. Ф. Сорока, Л. И. Чирко, В. Н. Ревка, Материалы, технологии, инструменты, 19, № 2: 20 (2014).
  6. С. А. Котречко, Ю. Я. Мешков, Предельная прочность. Кристаллы, металлы, конструкции (Киев: Наукова думка: 2008).
  7. Ю. Я. Мешков, С. А. Котречко, А. В. Шиян, Механическая стабильность металлов и сплавов (Киев: Наукова думка: 2014).
  8. А. В. Шиян, Ю. Я. Мешков, Охрупчивание металлических сплавов в условиях концентрации напряжений. Конструкционные стали и титановые сплавы (Саарбрюккен, Германия: LAP LAMBERT Acad. Publ.: 2015).
  9. А. В. Шиян, Наукові основи формування раціонального комплексу механічних властивостей конструкційних сталей і титанових сплавів (Автореф. дис. … д-ра техн. наук) (Дніпропетровськ: Придніпровська державна академія будівництва та архітектури: 2016).
  10. В. Д. Ярошевич, Д. Г. Рывкина, Физ. мет. металловед., 31, вып. 6: 1293 (1971).
  11. A. V. Shiyan, Steel Transl., 43, Iss. 11: 762 (2013). Crossref
  12. Механика разрушения и прочность материалов. Справочное пособие (Ред. В. В. Панасюк) (Киев: Наукова думка, 3: 1988).
  13. А. В. Шиян, Физическая природа локального напряжения хрупкого разрушения сталей и сварных швов (Автореф. дис. … канд. физ.-мат. наук) (Киев: Институт металлофизики АН УССР: 1990).
  14. Р. В. Гольдштейн, Б. М. Овсянников, Н. И. Волгина, А. В. Капцов, Н. М. Осипенко, А. В. Минашин, Проблемы прочности, № 1: 79 (1982).
  15. В. Т. Трощенко, В. В. Покровский, В. Г. Каплуненко, Проблемы прочности, № 1: 5 (1997).
  16. В. М. Кошелев, В. В. Покровский, Проблемы прочности, № 10: 13 (1981).
  17. В. В. Покровский, П. В. Токарев, П. В. Ясний, Б. Т. Тимофеев, В. А. Федорова, Проблемы прочности, № 1: 11 (1988).
  18. В. І. Ткачов, Л. М. Іваськевич, В. М. Мочульський, Фізико-хімічна механіка матеріалів, 43, вип. 5: 53 (2007).
  19. О. І. Балицький, Л. М. Іваськевич, В. М. Мочульський, О. М. Голіян, Фізико-хімічна механіка матеріалів, 45, вип. 2: 102 (2009).
  20. Н. И. Новожилова, Г. Н. Малышев, В. Г. Хотмиров, Проблемы прочности, № 6: 89 (1981).
  21. Yu. Ya. Meshkov and A. V. Shiyan, Steel, 48, Iss. 4: 256 (2018). Crossref
  22. В. Н. Грищенко, Ю. Я. Мешков, Ю. А. Полушкин, А. В. Шиян, Металлофиз. новейшие технол., 37, № 7: 961 (2015). Crossref
  23. А. В. Шиян, Ю. Я. Мешков, Е. Ф. Сорока, Механика машин, механизмов и материалов, 31, № 2: 47 (2015).
  24. А. В. Шиян, С. А. Котречко, Ю. Я. Мешков, Е. Ф. Сорока, О. П. Носенко, И. С. Фёдорова, Металознавство та термічна обробка металів, № 2: 5 (2014).