Свойства металла двухслойных трубопроводов ДУ 850 и 350
В статье приведены результаты исследования влияния термической обработки и степени загрязненности неметаллическими включениями на сопротивление хрупкому разрушению металла элементов трубопроводов Ду850 главного циркуляционного контура и Ду 300 ... 350 систем компенсации объема и аварийной защиты. Изучение этого влияния приобретает все большее значение в оценке работоспособности материалов, используемых в атомном энергомашиностроении.
Критериями оценки сопротивления хрупкому разрушению являлись «вязкость разрушения», определяемая величиной коэффициента интенсивности напряжений Кг с» критическая температура хрупкости при динамическом и статическом, нагружении образцов с острым У-образным надрезом.
Испытания проводили на металле труб и отводов, изготовленных из стали 10ГН2МФА с антикоррозионным плакирующим слоем.
Биметаллические трубы Ду350 изготовлялись из стали марок 10ГН2МФА + 08Х18Н10Т методом центробежного литья с последующей прокаткой. Выплавка стали осуществлялась в электрических печах открытым способом с применением шихты обычной чистоты. В основном металле труб (сталь 10ГН2МФА) содержались следующие примеси и неметаллические включения; 0,015 % серы, 0,019 % фосфора, 0,08 % меди; сульфиды, силикаты, оксиды (3-го балла по каждому из определяемых видов). Содержание никеля в стали было на верхнем пределе 2,7 %.
Биметаллические отводы Ду850 изготовлялись штамповкой двухслойных труб размером 1130 X 70 мм, полученных методом прокатки и наплавки. Основной металл — сталь 10ГН2МФА с содержанием никеля 1,8%; плакирующий слой — лента Св-08Х 19Н10Г2Б. Выплавка стали 10ГН2МФА осуществлялась в открытых электрических печах с внепечным вакуумированием и применением шихтовых материалов повышенной чистоты, что обеспечило получение металла с низким содержанием примесей и неметаллических включений: серы^ 0,009 %, фосфора^ 0,010 %, меди^ 0,03 %; сульфиды, оксиды, силикаты (не более 1-го балла по каждому из определяемых видов).
Термическую обработку биметаллических труб и отводов с учетом особенностей их изготовления про-водили после прокатки (штамповки).
Режимы термической обработки для исследования назначались с учетом положения критических точек полиморфного превращения стали и С-образной кривой распада аустенита при непрерывном охлаждении.
Пределы содержания легирующих элементов в стали 10ГН2МФА достаточно широки и различное их сочетание может оказать весьма существенное влияние на термокинетику процессов распада аустенита.
Исследования кинетики фазовых превращений при охлаждении стали 10ГН2МФА различного химического состава (в пределах марочного) приведены на рис. 1 в виде термокинетических диаграмм распада переохлажденного аустенита.
Анализ термокинетических диаграмм позволяет установить, что составы стали с содержанием никеля 2,7 % (т. е. на верхнем пределе) в широком диапазоне скоростей охлаждения обнаруживают превращение аустенита в промежуточной области. Область перлитного превращения сдвинута вправо и существует лишь при скоростях охлаждения порядка 150 °С/ч.