核用金屬材料【稀缺資源，路過(guò)別錯(cuò)過(guò)】-在線瀏覽
2024-12-21 23:11本頁(yè)面
【正文】 ，如各類鋼材和鑄鐵。 一、金屬材料 組成物質(zhì)的原子在空間有序的排列，此種物質(zhì)稱為晶體。 常見(jiàn)的晶體結(jié)構(gòu)有 體心立方 面心立方 密排六方 一、金屬材料 體心立方 一、金屬材料 面心立方 一、金屬材料 密排六方 一、金屬材料 ?多晶體 金屬是由許多結(jié)晶方向不同的小晶粒組成 ?晶粒 每個(gè)規(guī)則排列的小晶體稱為一個(gè)晶粒 晶粒間的交界為晶界 ?結(jié)晶 金屬?gòu)囊簯B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的過(guò)程稱為結(jié)晶 一、金屬材料 含碳量 %2%的鐵碳合金稱為鋼 ? 鐵素體 — F 在 α 鐵的晶格中溶入少量的碳原子，形成的間隙固溶體，稱鐵素體。它塑性好，適合熱壓力加工 ? 滲碳體 — Cm 滲碳體是鐵和碳形成的化合物 Fe3C，含碳量 % 硬度很高，塑性很差 一、金屬材料 ? 珠光體 — P F＋ Cm的機(jī)械混合物。這些設(shè)備采用鍛件制造，各國(guó)都用 ASME規(guī)范規(guī)定的SA508 。 一、金屬材料 在鋼中加入 18%左右的鉻和 8%以上的鎳時(shí)，可在常溫下獲得單相奧氏體組織，稱為奧氏體不銹鋼 具有優(yōu)良的耐腐蝕性和焊接性 堆內(nèi)構(gòu)件材料、離心澆注的主管道、主管道安全端、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)材料、熱交換器傳熱管等設(shè)備中被廣泛使用 一、金屬材料 有色合金也是核設(shè)備制造的重要材料 ? 蒸汽發(fā)生器的 U型傳熱管 多采用 Inconel800、 Inconel600或Inconel690等材料來(lái)制造，其耐應(yīng)力腐蝕性強(qiáng) Inconel合金中的鎳含量很高，可歸類于鎳基合金。鈦合金不發(fā)生接觸腐蝕和潰瘍腐蝕，特別重要的是不發(fā)生應(yīng)力腐蝕 一、金屬材料 天然存在的裂變材料只有 235U，它是鈾的一種同位素 壓水堆核電站常用 UO2作為裂變材料 一、金屬材料 二氧化鈾和鈾的化合物是制造燃料元件的主要核材料之一 二氧化鈾在熔點(diǎn)以下只有一種結(jié)晶形態(tài)，并且是各項(xiàng)同性 二氧化鈾的熱導(dǎo)系數(shù)很低，具有良好的耐腐蝕性能 一、金屬材料 核燃料元件的包殼是用于保護(hù)核燃料不受冷卻劑的腐蝕和其它機(jī)械損傷，并防止裂變產(chǎn)物進(jìn)入冷卻回路。由于它耐高溫水腐蝕能力和強(qiáng)度的限制，多半應(yīng)用于低溫生產(chǎn)堆和試驗(yàn)堆中。但快中子堆的中子能量大，中子損失影響不大。按應(yīng)力強(qiáng)度因子建立的脆性斷裂判據(jù)表達(dá)為： KI≥K IC 一、金屬材料 ? KIC反映材料阻止裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展的能力，它是由材料本身的性質(zhì)決定的 ? KI是一個(gè)力學(xué)參量，與材料性質(zhì)無(wú)關(guān) 一、金屬材料 燃料元件芯體必須采用中子吸收截面最低的鈾合金 燃料元件包殼采用中子吸收截面很小的鋯合金等 控制棒、調(diào)節(jié)棒等采用中子吸收截面很大的材料例如 Cd棒制成 一、金屬材料 中子對(duì)金屬的輻射會(huì)引起輻射損傷，高通量的的中子輻射導(dǎo)致屈服強(qiáng)度和極限的增加，塑性和沖擊韌性的降低， 無(wú)塑性轉(zhuǎn)變溫度的提高 中子的通量越大，輻照的時(shí)間越長(zhǎng)，輻照效應(yīng)的影響越大 一、金屬材料 當(dāng)材料經(jīng)受能量大于 1兆電子伏物的快中子輻照達(dá)到一定水平時(shí) ， 材料的無(wú)塑性斷裂轉(zhuǎn)變溫度 （ 脆性轉(zhuǎn)變溫度 ） 會(huì)顯著提高 ， 并且使高于脆性轉(zhuǎn)變溫度范圍的沖擊韌性降低 ， 這就是材料的輻照效應(yīng) 。 例如鋼中的銅 、 硫 、 磷 、 氫等元素是越少越好 一、金屬材料 金屬材料被腐蝕后，某些合金成分隨同一回路水流入堆芯，受到中子的照射會(huì)生成放射性核素而產(chǎn)生放射性，這個(gè)過(guò)程叫活化，產(chǎn)生的放射性產(chǎn)物叫活化產(chǎn)物 堆芯材料以及和一回路水接觸的材料中所含的元素成分必須是在中子流中活化較弱，而且必須有很好的耐腐蝕性 一、金屬材料 高能量和高通量的輻照，金屬的電化學(xué)性能和腐蝕性能會(huì)發(fā)生下列變化： ?輻射分解效應(yīng)使分解產(chǎn)物 O H2O2的濃度增加，加快了一般鋼材的氧化腐蝕速度。 ?分解破壞效應(yīng)使金屬表面生成的保護(hù)性氧化膜產(chǎn)生輻射損傷，使一般鋼材、不銹鋼、鋯合金等的腐蝕速率明顯加快。 根據(jù)工藝和目的不同，退火可分為 完全退火 ， 不完全退火，消應(yīng)力退火 等。 其目的是細(xì)化晶粒，消除應(yīng)力，降低硬度，改善加工性能 ?不完全退火 將工件加熱到 Ac1以上 3050℃ ，保溫后緩慢冷卻。 其主要目的是消除焊接、冷加工、鍛壓等加工所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。 二、金屬材料加工 ?正火 正火是將工件加熱到 Ac3或 Acm以上 3050℃ ，保溫后在空氣中冷卻，得到珠光體類組織的熱處理工藝。 二、金屬材料加工 與退火的不同在于冷卻速度較快，組織中珠光體增多，珠光體片層變薄。核承壓容器用的低碳鋼都是以正火狀態(tài)供貨的。 只有達(dá)到臨界冷卻速度，奧氏體才能轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。淬火時(shí)，鋼件獲得馬氏體的深度越深，稱鋼的淬透性越大 二、金屬材料加工 鋼的含碳量和合金元素能降低淬火的臨界冷卻速度，從而大大提高鋼的淬透性。 按回火溫度的不同分可為 低溫、中溫、高溫回火 ，以獲得不同要求的硬度、強(qiáng)度和韌性。 淬火加高溫回火的熱處理
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