La Russie développe un échantillon d'acier à haute résistance à l'usure pour le traitement des déchets nucléaires

L'Université technique d'État de Novossibirsk (Novosibirsk State Technical University, NSTU) a récemment annoncé que des chercheurs russes ont mis au point un échantillon d'acier additionné d'éléments de renforcement. Les résultats expérimentaux montrent que la durabilité de ce matériau est environ 4 fois supérieure à celle de l'acier à outils 5KhNM actuellement utilisé dans les équipements de traitement des déchets des centrales nucléaires.

Ces recherches portent principalement sur l'amélioration des structures en acier à durcissement par précipitation. L'acier à durcissement par précipitation est une classe de matériaux d'alliage spéciaux qui, après traitement de trempe et maintien à une température spécifique, peut voir se précipiter à l'intérieur de l'acier de fines particules dures, améliorant ainsi la résistance et la résistance à l'usure du matériau. Les chercheurs espèrent remplacer l'acier à outils 5KhNM actuel par un nouvel alliage à haute résistance pour fabriquer les composants liés au traitement des assemblages de combustible usé des centrales nucléaires.

L'équipe de recherche a indiqué qu'en utilisant un banc d'essai de frottement à sec simulant les mécanismes d'usure, les expériences ont confirmé que la durabilité de l'acier étudié est environ 4 fois supérieure à celle de l'acier 5KhNM.

Le développeur du projet, Dmitry Kotov, a expliqué que ce type de matériau peut être utilisé dans les installations de traitement des déchets des centrales nucléaires. Actuellement, ces installations utilisent généralement des systèmes en alliage 5KhNM pour le broyage et le traitement ultérieur des assemblages de combustible usé. Si à l'avenir le nouvel acier en cours de développement remplace le matériau existant, la durée de vie des composants de paires de frottement pourrait être prolongée de plusieurs fois.

Kotov a indiqué que les équipements utilisés pour les opérations de broyage ne sont généralement pas réparables et doivent être remplacés dans leur intégralité, ce qui rend l'amélioration de la durée de vie des composants critiques particulièrement importante sur le plan pratique. Pour fabriquer les dispositifs de guidage des mécanismes concernés, il étudie deux matériaux prometteurs. Outre le carbone, ces matériaux contiennent également des éléments d'alliage tels que le chrome, le tungstène et le vanadium.

On apprend que Kotov a précédemment mené des recherches sur l'acier à durcissement par précipitation à la division de conception et de technologie de l'Institut de dynamique des fluides Lavrentiev de la branche sibérienne de l'Académie des sciences de Russie. Prochainement, l'équipe de recherche prévoit de poursuivre les études sur la structure et la tribologie du matériau, puis de fabriquer des prototypes à taille réelle pour effectuer des essais sur les lignes de production réelles de traitement des déchets.