Разработка научно-технологических основ термической обработки хладостойких перлитных и мартенситных сталей для ответственных конструкций атомной техники

Разработаны методы повышения сопротивления хрупкому разрушению сталей перлитного и мартенситного классов, применяемых в атомной технике, за счет стабилизации структуры металла. Рассмотрены вопросы повышения хладостойкости металла и, в частности, конструкционных термоулучшаемых сталей, применяемых при изготовлении контейнеров для перевозки и длительного хранения (более 50 лет) отработавшего ядерного топлива в условиях низких температур Крайнего Севера и Сибири. Предложена научно обоснованная концепция повышения хладостойкости сталей перлитного и мартенситного классов после термического улучшения, и на ее основе разработаны новые технологии термической обработки, обеспечивающие за счет стабилизации структуры, вызванной коагуляцией и сфероидизацией карбидов цементитного типа, снижение температуры вязко-хрупкого перехода на 15 - 26°С и повышение в 1,7 - 2 раза ударной вязкости при температуре минус 50ºоС сталей рассматриваемого класса без снижения их прочностных и пластических характеристик. В соответствии с разработанной концепцией предложены новые технологии послесварочного отпуска феррито-перлитных сталей, защищенные патентами РФ и внедренные на заводах РФ, позволяющие за счет коагуляции и сфероидизации карбидов цементитного типа более, чем в 2 раза повысить ударную вязкость (при температуре минус 50°С) металла зоны термического влияния сварного соединения. На основе выявленных закономерностей выделения и растворения δ-феррита в структуре высокохромистых коррозионно-стойких сталей мартенситного и мартенситно-ферритного класса и металла их сварных соединений разработаны технологии термической обработки поковок и листового проката, защищенные патентам РФ и используемые на заводах РФ, позволяющие за счет снижения более чем в 1,7 - 3 раза содержания δ-феррита в сталях обеспечить повышение более чем в 2 раза ударной вязкости металла поковок из стали 07Х16Н4Б (при температуре минус 50°С) и в 3 - 4 раза ударной вязкости листового проката и металла сварных соединений стали 15Х11МФБ (при комнатной температуре), при сохранении их заданных прочностных и пластических свойств на уровне требований к КП70. Основные результаты получили практическое применение на 7 предприятиях РФ при изготовлении более 200 контейнеров для перевозки и длительного хранения отработавшего ядерного топлива и 8 подогревателей высокого давления для АЭС.