Файл: Герасимов В.В. Материалы ядерной техники учеб. пособие.pdf

каналами, изготовленными из аустенитных нержавеющих ста­ лей. В соответствии с Директивами XXIV съезда КПСС в бли­ жайшее десятилетие будет построено значительное количество атомных электростанций мощностью (1 -г-2) -106 кет. Значи­ тельную часть из них составят станции с реакторами каналь­ ного типа. В таких реакторах канальные трубы изготавливают

чек твэлов в реакторах с водой под давлением. Максимальная температура (300—350°), при которой сплавы циркония могут применяться в водоохлаждаемых реакторах, определяется их коррозионной стойкостью.

стойкость металла. Для нивелирования вредного действия азота цирконий легируют оловом. (Из этих же соображений легируют оловом и сплав оженнит, который содержит по 0,1—0,3% Sn, Nb, Fe и Ni.) Повышение прочностных характеристик циркония

9 В . В . Г ер аси м ов, А . С . М он ахов

веющим сталям. Возможность их применения в реакторах при температуре 450—600° в среде газовых, жидкометаллических или органических теплоносителей определяется не прочностными 'свойствами, а коррозионной стойкостью в условиях движения теплоносителя и при облучении.

Термическая обработка влияет на механические характе­ ристики сплавов циркония. Закалкой из ß-фазы и последующим ■старением при отпуске можно получить высокие механические характеристики на .сплавах, легированных 2,5% Nb. Оптималь­ ный режим термической обработки должен обеспечить высокие прочностные и коррозионные характеристики сплавов циркония. Влияние термической обработки на прочностные характеристи­ ки сплава, легированного 2,5% Nb, представлено в табл. 8.11.

Радиационная стойкость. В табл. 8.11 представлены также

.данные по влиянию облучения на свойства сплава. После за­ калки с 880° и старения сплав обладает высокими механиче­ скими свойствами, в том числе и при температуре 300°. Облу­ чение в интегральном потоке Ю21нейтрон/см2 несколько сни­ жает пластичность. После закалки из ß-фазы и старения облучение в таком интегральном потоке снижает относительное удлинение с 13 до 4% по сравнению с необлученным состоя­ нием. Цирконий совместим с ураном и сплавом урана с 10% Мо до 500°, а со сплавом урана, легированным 2% Zr и 1,5% Мо,— до 700°. До 500° цирконий совместим с двуокисью урана, кар­ бидом и нитридом урана и может являться хорошей средой для диспергирования этих соединений либо служить материалом •оболочек для твэлов со спеченными или литыми соединениями урана.

; Коррозионная стойкость. Цирконий является достаточно электроотрицательным металлом. Нормальный потенциал реак­ ции Zr->-Zr4++4 е равен —1,53 в. Однако в большинстве вод­ ных растворов стационарный потенциал циркония изменяется от —0,1 до —0,5 в. Это обстоятельство связано с образованием на поверхности циркония пассивирующей пленки. При темпе­ ратуре, близкой к комнатной, фазовая пленка на поверхности циркония не обнаружена. Пассивация циркония в этих усло­ виях обусловлена адсорбционными явлениями. При комнатной температуре пассивное состояние на цирконии сохраняется при потенциалах до +2,5 в. При длительной анодной поляризации циркония в области потенциалов, отвечающих пассивной обла­ сти, на поверхности циркония образуется фазовая окисная пленка. С ростом температуры характер анодной поляризацион­ ной кривой циркония не изменяется. Увеличивается лишь про­ порционально температуре скорость анодного растворения металла в пассивном состоянии. Скорость анодного процесса

9*