样品尺寸变化对T91钢蠕变力学行为的影响

T91钢是第4代反应堆的候选结构材料之一,中子辐照后的高温蠕变性能是评价其服役性能的关键指标。为充分利用辐照空间、减小辐照参数梯度和降低样品放射性,针对力学性能的研究需要使用小尺寸样品,但小样品试验数据可能与标准样品不同,导致无法准确评价材料性能。为研究样品尺寸变化对T91钢蠕变力学行为的影响,本文对T91钢小片状试样和标准棒状试样在温度675~725℃、蠕变应力80~120 MPa下的蠕变行为和断裂机理进行了对比研究。结果表明,不同尺寸样品均发生了减速蠕变、稳态蠕变和加速蠕变3个变形阶段,且断裂时间均随蠕变温度和应力的增大而减小,但小片状试样的蠕变断裂时间更长、稳态蠕变速率更小;所有试样均发生了微孔聚集型韧性断裂,但小片状试样断口的韧窝尺寸相对更小且受到剪切应力;试样尺寸变化不影响T91钢蠕变变形机制,造成差异的原因是试样应力状态差异;蠕变过程中不同的微观结构演化是蠕变试样尺寸效应随蠕变温度、应力变化规律复杂的重要原因。