紧凑拉伸试样重组技术基础研究

通过试样重组技术,可以有效利用有限的辐照监督材料,以获取对应更长服役期限的材料断裂韧性数据。该文针对反应堆压力容器材料16MND5,采用电子束焊接进行试样重组,并为获得试样重组前后力学性能比对,开展重组前后试样的金相、维氏硬度及断裂韧性等测试。此外,在开展重组试样室温断裂韧性试验时利用数字图像相关技术获取试验过程中试样表面应变演化规律和塑性区范围,与重组前试样断裂测试裂纹尖端塑性区范围相对比,发现裂纹尖端应变场分布受焊缝影响较大,即材料塑性变形并未限制在焊缝区之内的重组材料段,但重组试样获得材料断裂性能特征值受辅助材料和重组材料-辅助材料连接界面的影响较小,故该重组试样技术可有效解决RPV辐照监督样品不足的工程实际难题。

基于试样重组技术的RPV钢断裂性能研究

反应堆压力容器(reactor pressure vessel,RPV)的辐照脆化程度主要通过定期取出的辐照监督试样的试验结果进行评价,由于受辐照监督管空间的限制,监督样品的尺寸和数量非常有限,试样重组技术可高效率利用有限的辐照监督材料获取可靠的材料断裂韧性数据。该文针对反应堆压力容器原始态材料16MND5,开展基础力学性能测试,包含拉伸、冲击及断裂韧性,确定材料基本力学性能。在开展RPV材料断裂韧性试验时利用数字图像相关(digital image correlation,DIC)技术获取试验过程中试样表面应变演化规律和塑性区范围,基于ANASYS有限元分析软件计算加载过程中最大塑性区范围,有限元分析结果与试验结果较为吻合,为后续试样重组确定其可再次利用的材料范围。

试样重组技术在CRDM管座材料性能评估中的应用

由于试验材料有限,采用试样重组技术将前期破断冲击试样重组成新的试样,对某电站CRDM管座晶粒度和夹杂物尺寸超标的母材进行性能复验。采用无损检测、金相、硬度和冲击试验对焊接工艺进行验证后,将合格的焊接工艺应用于最终试样的重组中。最终重组试样的冲击功远高于RCC-M 2007规范中的指标要求,本批次材料晶粒度和夹杂物尺寸超标对母材的冲击性能没有造成明显的劣化。