環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堆一回路壓力邊界，多為異種鋼焊接結構，屬于核安全重點關注部位。該種焊接安全端處于高溫、高壓的交變復雜應力的作用，同時還承受強烈的中子輻照，是核安全之薄弱環節。因此研究接頭在不同服役環境因素作用下，接頭的斷裂行為及機理十分重要。
　　本文以核電壓力容器接頭（SA508-3-309L/308L-316L）為對象，應用金相顯微鏡、掃描及透射電鏡詳細表征了接頭不同區域的微觀組織，采用硬度及拉伸試驗表征接頭局

2、部力學性能，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境因素（氫、應變速率及溫度）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制。所獲主要結果如下:
　　研究發現，接頭存在顯著的組織不均勻性，焊縫及母材界面區域由于焊接過程的熱流動及元素擴散形成復雜的熔合區及熱影響區，焊縫存在多種形態的鐵素體。焊縫具有最低的硬度、強度和塑性。且拉伸試驗中接頭斷裂均發生在隔離層內，因此隔離層為接頭最薄弱環節，其原因主要

3、是由于隔離層內鐵素體為板條狀的形貌、局部低強度匹配及最高的焊接殘余應力導致的。
　　結果表明，接頭強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，焊縫內的第二相粒子更易成為裂紋源，使得裂紋更易擴展，同時接頭焊縫內位錯密度降低，致使接頭屈強差下降，較小的屈強差不利于一次疲勞裂紋前端應力集中部位的應力重新分布，從而斷裂韌性降低。
　　研究發現，應變速率對未充氫接頭拉伸性能影響不