核电用铁素体钢断裂韧度表征方法的研究进展
作者:曾鑫; 刘长军; 谈建平; 曹昱澎; 苏东川
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延寿是一座在役核电站,在减少碳排放脉和促进能源转换方面发挥着重要作用。反应堆压力容器(RPV)材料的断裂是电厂寿命管理的必要参数。在役LWR RPV材料通常在铁素体钢制造。这种钢的断裂具有固有的韧脆转变特性、高可靠性和温度依赖性。此外,试样几何尺寸差异引起的断裂尺寸效应以及强中子辐照引起的韧脆转变温度变化,使得很难准确描述铁素体钢韧度的断裂特征。因此,学者们提出了多种方法来描述铁素体钢的断裂。其中,基于概率统计的裂缝表征方法能够方便合理地描述铁素体钢裂缝韧度的固有特征,在工程领域具有广阔的应用前景。由于对试样的需求量较小,并且使用小尺寸试样来获得材料的断裂强度,因此有利于采用典型的代表性主曲线法。为了解决用小样本测试裂缝韧度时的尺寸效应,学术界对裂缝韧度表征参数t0与约束程度之间的相关性进行了大量研究。此外,为了表征中子辐照对铁素体钢韧度裂缝的影响,除了通过辐照监督样品定期测试韧度裂缝外,还建立了基于物理机制的辐照脆化预测模型。在简要描述铁素体钢核电发展的基础上,本文总结了目前断裂韧度的表征方法、断裂韧度尺寸效应的相关方法和辐照后断裂韧度的评估方法,总结了断裂韧度在铁素体钢表征中存在的问题,并展望了未来的研究方向。