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Bestrahlung von VAlx-AI-Dispersionsbrennstoffplatten
Im Hinblick auf die Auslegung des deutsch-französischen
Hochflußreaktors in Grenoble mit UAI 3 -AI-Dispersionsbrennstoffplatten
werden in einem Druckwasserloop
des FR 2 Bestrahlungsversuche an Probeplatten
mit UAI 3 -AI- und UAI 2 -AI-Brennstoff (ca. 50
Gew.-% UAI 3 oder UAI 2 ) durchgeführt. Nach einer
Reihe von Vorversuchen im normalen FR 2-Kühlwasserstrom
wurde 1970 das Druckwasserloop in Betrieb
genommen, das Probetemperaturen von 120 - 180°C
bis zu einem Uran-Abbrand von maximal etwa 50 %
einzustellen gestattet. Der erste Einsatz mit 12 Probeplatten
wurde bei Temperaturen von maximal 160°C
bis zu etwa 25 % Uran-Abbrand bestrahlt (Projekt
FR 2/58, Versuchsdauer bis Mitte 1973).
Die bisher vorliegenden Ergebnisse deuten darauf hin,
daß bis zu einem Uran-Abbrand von etwa 30 % im
wesentlichen unabhängig von der Bestrahlungstemperatur
und der Aluminid-Zusammensetzung (UAI 3
oder UAI 2 ) nicht mit kritischen Gefügeänderungen ­
vor allem in Hinblick auf eine Volumenvergrößerung
der Platten - zu rechnen ist. Nach höherem Abbrand
(ca. 40 %) scheint bei hohen Bestrahlungstemperaturen
(~150°C) eine starke Spaltgasschwellung der Platten
möglich zu sein, während bei tiefen Temperaturen
(ca. 70°C) noch keine wesentlich schädlichen Gefügeänderungen
zu beobachten sind (Abb. 3).
6/00/3 Mechanische und physikalische
Eigenschaften von Hüll- und Struktur-Werkstoffen
6/00/31 Zeitstand- und Kriechverhalten von
hochwarmfesten Legierungen
(jetzt PSB -1131.11 a)
Auf diesem Gebiet wurden die Arbeiten an hochwarmfesten
austenitischen Stählen, Nickel- und Vanadinlegierungen
weitergeführt.
Flir die Eisenbasis-Legierungen interessierte in dieser
Phase, inwieweit sich das Zeitstand- und Kriechverhalten
durch mechanisch-thermische Vorbehandlungen
variieren bzw. verbessern läßt.
Von der Legierung X8CrNiMoVNb 1613 (4988) wurden
5 Vorbehandlungszustände untersucht, die den
Einfluß der Kaltverformung (15 - 50 %) und der
Auslagerungstemperatur (700° - 170 h, 800° - 23 h)
erfaßten. Alle Zustände wurden bis zu 6.000 Stunden
untersucht. Die aufgenommenen Zeitstandfestigkeitskurven
zeigen, daß keine der mechanisch-thermischen
Vorbehandlungen zu einer wesentlichen Verbesserung
der Zeitstandfestigkeit flihrt, ohne daß die Duktilität
stark herabgesetzt wird.
Dagegen ergaben die Untersuchungen an dem 15/15
CrNi-Stahl 12R72HV (4970), daß durch Kaltverformung
und Glühung das Zeitstandverhalten in weiten
Bereichen variiert werden kann. Dieser Stahl wurde in
7 Zuständen untersucht, wobei sich eine Kaltverformung
von 10 - 15 % mit nachfolgender Glühung bei
2"'800°C als optimal erwiesen hat.
Die Legierung X8CrNiMoNb 16/16 (4981) wurde
ebenfalls in 5 verschiedenen Vorbehandlungszuständen
untersucht. Dabei wird im Rahmen der deutschspanischen
Zusammenarbeit ein Teil des Versuchsprogramms
in den Anlagen der Junta de Energia Nuclear
abgewickelt. Das Versuchsprogramm für diesen Stahl
ist bis auf die Langzeitversuche abgeschlossen. Es
zeigte sich, daß eine Kaltverformung von 10 - 15 %
optimales Zeitstandverhalten erbringt.
Untersuchungen über den Einfluß von Stickstoff an
einem 18/14 CrNi-Stahl ergaben, daß eine Erhöhung
des N-Gehaltes von 0,04 auf 0,13 % bei Temperaturen
bis 700°C nur bis zu Standzeiten von 10 3 Stunden
die Zeitstandfestigkeit etwas verbessert. Bei Prliftemperaturen
>700°C werden durchweg um den Faktor
5 höhere Standzeiten flir den Stahl mit höherem
Stickstoffgehalt erzielt.
Ebenfalls abgeschlossen wurden die Untersuchungen
an den Nickellegierungen Inconel 625 und Inconel
718 in jeweils zwei verschiedenen Wärmebehandlungszuständen.
Im Rahmen der mehr grundlagenorientierten Arbeiten
zum Zeitstand- und Kriechverhalten austenitischer
Stähle wurden Untersuchungen über die Länge
des Bereichs des übergangskriechens sowie liber die
Verfestigung wäh rend des Kriechens durchgeführt
(4103).
Im Bereich der V-Legierungen wurde neben laufenden
Langzeitversuchen (z. Z. 32.000 Std.) der Einfluß von
Silizium und Germanium auf das Zeitstand- und
Kriechverhalten von V-Ti-Legierungen untersucht.
Die Zugabe von Germanium in Konzentrationen von
1 - 4 % führt zu keiner Verbesserung der Zeitstandfestigkeit.
Erst durch Zugabe von 1 %Silizium ist bei
V-3 Ti eine deutliche Erhöhung der Zeitstandfestigkeitzu
verzeichnen (4104).
Im Rahmen der Untersuchungen zum Zeitstand- und
Kriechverhalten von Rohren aus hochwarmfesten
Werkstoffen wurden die Versuche unter Innendruck
fortgeflihrt.
Im einzelnen wurde der Einfluß von Wärmebehandlungen
auf die Zeitstandfestigkeit und die Bruchdehnung
von Rohren aus drei austenitischen Stählen, die
mit Innendruck belastet sind, untersucht. Die Daten
sind folgender Tabelle zusammengefaßt:
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