Акционерное общество «Ордена Ленина Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники имени Н. А. Доллежаля», Москва, Россия:

А. А. Суворова, инженер 2-й категории, эл. почта: suvorova@nikiet.ru
И. В. Данилов, заместитель главного конструктора по ядерно-физическим системам ИТЭР, начальник отдела, эл. почта: danilov@nikiet.ru
Г. М. Калинин, главный научный сотрудник, эл. почта: gmk@nikiet.ru
А. Б. Коростелев, проф., начальник отдела, эл. почта: korostelev@nikiet.ru

Для теплопроводящего слоя в конструкции панелей первой стенки и соединителей модуля бланкета ИТЭР предложен сплав Cu – Cr – Zr в состоянии после закалки и старения. В соответствии со спецификацией ИТЭР, закалка проводится при температуре 980 ^оC с выдержкой в течение 30 мин и последующим охлаждением в воде. Старение осуществляют при температуре 475 ^оC с выдержкой в течение 3 ч. Для элементов конструкции, работающих в различных условиях, возникает необходимость корректирования режимов термической обработки с целью повышения эксплуатационных свойств сплава. Реальные параметры термической обработки могут отличаться от рекомендованного режима в результате термического воздействия при изготовлении элементов конструкций. При этом свойства сплава могут существенно отличаться от значений, приведенных в документации ИТЭР. В связи с этим изучение влияния различных режимов термической обработки (в частности, параметров старения) на свойства сплава Cu – Cr – Zr является практически важным. Данная работа посвящена изучению влияния нагрева при температурах 350–750 ^оC и времени старения от 5 до 180 мин на физико-механические свойства и на структуру сплава Cu – Cr – Zr.

Авторы выражают благодарность А. Д. Иванову (АО «НИКИЭТ») за ценный вклад в проведение исследований для данной работы, О. Емельяновой и П. Джумаеву (НИЯУ «МИФИ») за проведение исследований на просвечивающем электронном микроскопе.

1. Leshukov A. Yu., Dragunov Yu. G., Strebkov Yu. S., Kirillov S. Yu., Makarov S. V. et al. Overview of JSC «NIKIET» activity on ITER Procurement Arrangement // Fusion Engineering and Design. 2016. Vol. 109–111. P. 61–72.
2. Khomiakov S., Poddubnyi I., Kolganov V., Zhmakin A., Parshutin E., Danilov I., Strebkov Yu. et al. ITER blanket module connectors. Design, analysis and testing for procurement arrangement // Fusion Engineering and Design. 2016. Vol. 109–111. P. 261–266.
3. Poddubnyi I., Khomiakov S., Kolganov V., Sadakov S., Calcagno B., Chappuis Ph. et al. Electrical connectors for blanket modules in ITER // Fusion Engineering and Design. 2014. Vol. 89. P. 1336–1340.
4. Sannazzaro G., Barabash V., Kang S. C., Fernandez E., Guirao J. Development of design Criteria for ITER In-vessel Components // Fusion Engineering and Design. 2013. Vol. 88, Iss. 9–10. P. 2138–2141.
5. Kalinin G. M., Fabritziev S. A., Singh B. N., Tahtinen S., Zinkle S. J. Specification of properties and design allowable for copper alloys used in HHF components of ITER // Journal of Nuclear Materials. 2002. Vol. 307–311. Part 1. P. 668–672.
6. Николаев А. К., Костин С. А. Медь и жаропрочные медные сплавы. — М. : ДПК Пресс, 2012. — 715 с.
7. Николаев А. К., Новиков А. И., Розенберг В. М. Хромовые бронзы. — М. : Металлургия, 1983. — 177 с.
8. Kalinin G. M., Ivanov A. D., Obushev A. N. et al. Ageing effect on the properties of CuCrZr alloy used for the ITER HHF components // Journal of Nuclear Materials. 2007. Vol. 367–370. Part B. P. 920–924.
9. Fabritsiev S. A., Pokrovsky A. S. et al. The effect of neutron irradiation on the mechanical properties of presipitation hardened copper alloys // Journal of Nuclear Materials. 1997. Vol. 249. P. 250–258.
10. Batra I. S., Dey G. K., Kulkarni U. D., Banerjee S. Microstructura and properties of a Cu – Cr – Zr alloy // Journal of Nuclear Materials. 2001. Vol. 299. P. 91–100.
11. Матюнин В. М. Оперативная диагностика механических свойств конструкционных материалов. — М. : Издательский дом МЭИ, 2006. — 214 с.
12. Nagata K., Nishikawa S. Rep. Ins. Ind. Sci. Univ. Tokyo. 1975. Vol. 24 (4). P. 115–168.
13. Purcek G., Yanar H., Demirtas M., Alemdag Y., Shangina D. V., Dobatkin S. V. Optimization of strength, ductility and electrical conductivity of Cu – Cr – Zr alloy by combining multi-route ECAP and aging // Materials Science & Engineering : A. 2016. Vol. 649. P. 114–122.
14. Shangina D. V., Bochvar N. R., Gorshenkov M. V., Yanar H., Purcek G., Dobatkin S. V. Influence of microalloying with zirconium on the structure and properties of Cu-Cr alloy after high pressure torsion // Materials Science & Engineering: A. 2016. Vol. 650. P. 63–66.
15. Purcek G., Yanar H., Saray O., Karaman I., Maier H. J. Effect of precipitation on mechanical and wear properties of ultrafinegrained Cu – Cr – Zr alloy // Wear. 2014. Vol. 311. P. 149–158.
16. Лякишев Н. П. Диаграммы состояния двойных металлических систем : справочник. Т. 1, 2, 3. — M. : Машиностроение, 1996. — 1238 с.