環(huán)境對核電接管安全端接頭斷裂行為及斷裂韌性影響.pdf

1、核電壓力容器的接管安全端處于反應(yīng)堆一回路壓力邊界，多為異種鋼焊接結(jié)構(gòu)，屬于核安全重點(diǎn)關(guān)注部位。該種焊接安全端處于高溫、高壓的交變復(fù)雜應(yīng)力的作用，同時(shí)還承受強(qiáng)烈的中子輻照，是核安全之薄弱環(huán)節(jié)。因此研究接頭在不同服役環(huán)境因素作用下，接頭的斷裂行為及機(jī)理十分重要。
　　本文以核電壓力容器接頭（SA508-3-309L/308L-316L）為對象，應(yīng)用金相顯微鏡、掃描及透射電鏡詳細(xì)表征了接頭不同區(qū)域的微觀組織，采用硬度及拉伸試驗(yàn)表征接頭局

2、部力學(xué)性能，考察了接頭焊縫金屬在模擬壓水堆核電站一回路服役不同的環(huán)境因素（氫、應(yīng)變速率及溫度）作用下的斷裂韌性和斷裂行為，探究影響接頭斷裂行為的組織因素作用機(jī)制。所獲主要結(jié)果如下:
　　研究發(fā)現(xiàn)，接頭存在顯著的組織不均勻性，焊縫及母材界面區(qū)域由于焊接過程的熱流動(dòng)及元素?cái)U(kuò)散形成復(fù)雜的熔合區(qū)及熱影響區(qū)，焊縫存在多種形態(tài)的鐵素體。焊縫具有最低的硬度、強(qiáng)度和塑性。且拉伸試驗(yàn)中接頭斷裂均發(fā)生在隔離層內(nèi)，因此隔離層為接頭最薄弱環(huán)節(jié)，其原因主要

3、是由于隔離層內(nèi)鐵素體為板條狀的形貌、局部低強(qiáng)度匹配及最高的焊接殘余應(yīng)力導(dǎo)致的。
　　結(jié)果表明，接頭強(qiáng)度及延伸率均隨溫度升高而顯著降低，斷裂位置仍為隔離層。隨溫度升高，焊接接頭的斷裂韌性降低。高溫下，焊縫內(nèi)的第二相粒子更易成為裂紋源，使得裂紋更易擴(kuò)展，同時(shí)接頭焊縫內(nèi)位錯(cuò)密度降低，致使接頭屈強(qiáng)差下降，較小的屈強(qiáng)差不利于一次疲勞裂紋前端應(yīng)力集中部位的應(yīng)力重新分布，從而斷裂韌性降低。
　　研究發(fā)現(xiàn)，應(yīng)變速率對未充氫接頭拉伸性能影響不