核电压力容器600合金小裂纹应力腐蚀开裂扩展速率的定量预测（英文）

论文摘要

小裂纹应力腐蚀开裂（SCC）在核电关键构件（NPPs）的全寿命衰减过程有重要影响。通过将薄膜滑移-溶解/氧化模型与弹塑性有限元（EPFEM）相结合,定量预测核电反应堆压力容器（RPV）中小裂纹SCC扩展速率。根据裂纹尖端力学场的分析,确定以裂纹尖端应变率来表征小裂纹的萌生和扩展,并通过距离扩展小裂纹尖端特定的r0处的塑性应变（dep/da）来近似表征裂纹尖端应变率。提出了基于弹塑性断裂力学的动态裂纹扩展和准静态裂纹扩展2种方法计算塑性应变（dep/da）,并进行2种计算方法比对塑性应变随裂纹长度变化的敏感性,得到2种计算方法之间差异的同时,也确定小裂纹扩展的塑性应变变化比长裂纹更为敏感。小裂纹的SCC扩展速率大于长裂纹的SCC扩展速率,距裂尖的特征距离r0是重要的影响因子,鉴于特定距离r0难以确定,建议通过将相同环境和相同材料下的SCC实验数据结合单边拉伸试样的有限元数值计算结果来确定。研究结果能够实现核电关键结构材料的SCC扩展速率定量预测及服役压力容器的安全评价。

论文目录

• 1 SCC Quantitative Prediction Model of Small Crack
• 2 Calculation Model
•   2.1 Geometric model and mesh model
•   2.2 Material model
•   2.3 Load condition
• 3 Result and Discussion
•   3.1 Mechanical characteristic of small crack tip
•   3.2 Variation of plastic strain dεp/da in front of a growing small crack tip
•   3.3 Estimation of SCC propagation rates for small crack
• 4 Conclusions

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 方秀荣,杨锦辉,邵艳茹,欧雪

关键词: 合金,应力腐蚀裂纹,定量预测,裂纹尖端应变,弹塑性有限元法

来源: 稀有金属材料与工程 2019年08期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

专业: 金属学及金属工艺,核科学技术,电力工业

单位: 西安科技大学

基金: National Natural Science Foundation of China(51775427)

分类号: TG172;TM623

页码: 2424-2431

总页数: 8

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