Высокотемпературные ползучие свойства высокочистого малорадиоактивного ванадиевого сплава NIFS-HEAT-2

Малорадиоактивный ванадиевый сплав состава V-4 мас.% Cr-4 мас.% Ti рассматривается как альтернатива ферритно-мартенситным сталям со сниженной активацией для конструкционных материалов блока-одеяла в термоядерных реакторах. NIFS-HEAT-2 (NH2) является самым высокочистым сплавом V–4Cr–4Ti в мире среди плавок массой более 30 кг. Процессы очищения этой плавки успешно улучшили обрабатываемость, свариваемость и характеристики по сниженной активации; однако вызывало беспокойство снижение прочности при высоких температурах из‑за возможного размягчающего эффекта очистки. Поэтому в настоящем исследовании оценивали высокотемпературные ползучие свойства NH2 при рабочих температурах около 700 °C–800 °C. Для NH2 по сравнению с обычной американской плавкой в диапазоне напряжений 150–200 МПа наблюдалось ухудшение ползучих характеристик, такое как более короткое время до разрыва и повышенная скорость ползучести. С другой стороны, было показано, что при более низком приложенном напряжении 100 МПа эти характеристики ползучести сопоставимы с показателями американской плавки, хотя в настоящий момент доступны только краткосрочные данные по разрыву. Поскольку расчетное напряжение для блоков-одеял термоядерных установок ожидается ниже 100 МПа, очистка до уровня NH2 не окажет отрицательного влияния на условия эксплуатации одеял.