В России разработан образец высокоизносостойкой стали для переработки ядерных отходов

Новосибирский государственный технический университет (Novosibirsk State Technical University, NSTU) недавно сообщил, что российские исследователи разработали образец стали с добавлением упрочняющих элементов. Результаты экспериментов показали, что долговечность этого материала примерно в 4 раза превышает долговечность инструментальной стали 5ХНМ, используемой в настоящее время в оборудовании для переработки отходов на атомных электростанциях.

Исследование в первую очередь направлено на совершенствование структуры дисперсионно-твердеющих сталей. Дисперсионно-твердеющая сталь — это особый класс специальных сплавов, в которых после закалки и выдержки при определенной температуре внутри стали выделяются мелкие твердые частицы, повышающие прочность и износостойкость материала. Исследователи надеются заменить существующую инструментальную сталь 5ХНМ новым высокопрочным сплавом для изготовления компонентов, связанных с обращением с отработавшими тепловыделяющими сборками на атомных электростанциях.

Исследовательская группа сообщила, что с помощью испытательной установки сухого трения, моделирующей механизм износа, экспериментально подтверждено, что долговечность исследуемой стали примерно в 4 раза превышает долговечность стали 5ХНМ.

Разработчик проекта Дмитрий Котов (Dmitry Kotov) отметил, что такие материалы могут использоваться в установках по переработке отходов на атомных электростанциях. В настоящее время на таких объектах, как правило, используются системы из сплава 5ХНМ для дробления и последующей переработки отработавших тепловыделяющих сборок. Если в будущем заменить существующие материалы на разрабатываемую новую сталь, срок службы узлов трения может увеличиться в несколько раз.

Котов отметил, что оборудование для дробления, как правило, не подлежит ремонту и заменяется целиком, поэтому повышение ресурса ключевых компонентов имеет практическое значение. Для изготовления направляющих устройств соответствующих механизмов он исследует два перспективных материала. Помимо углерода, в эти материалы добавлены такие легирующие элементы, как хром, вольфрам и ванадий.

Известно, что ранее Котов проводил исследования дисперсионно-твердеющих сталей в конструкторско-технологическом отделении Института гидродинамики им. М.А. Лаврентьева Сибирского отделения Российской академии наук (Lavrentyev Institute of Hydrodynamics of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences). На следующем этапе исследовательская группа планирует продолжить изучение структуры материалов и трибологические исследования, а затем изготовить полноразмерные опытные образцы для проведения испытаний на реальной производственной линии по переработке отходов.