核电关键结构材料应力腐蚀裂纹裂尖微观力学特性分析.pdf

大 第36卷第3期 西安科技 学 学 报 V01．36No．3 2016年05月 OFXI’AN JOURNAL UmR：SnYOFSCⅢNCEANDTECHNOIJclGY May．2016 核电关键结构材料应力腐蚀裂 纹裂尖微观力学特性分析 李永强，薛 河 (西安科技大学机械工程学院，陕西西安710054) 摘要：为研究核电关键结构在服役过程中不同裂尖形貌的应力腐蚀开裂裂尖的微观力学状态。 根据氧化膜破裂理论，以具有较好的高温耐腐蚀性的核电关键结构材料奥氏体不锈钢304L为实 验材料，以影响核电关键结构破坏和失效的主要形式之一的应力腐蚀开裂为研究对象，根据 ATEM技术得到微观尺度下的裂纹裂尖形貌和结构特征，利用有限元分析方法对其含氧化膜SCC 裂纹尖端微观力学状态进行了初步分析。结果表明裂尖氧化膜的形状对裂尖氧化膜和基体上的 应力应变影响很大，随着氧化膜裂尖和基体金属裂尖之间的距离的增大，氧化膜上的高应力区增 大，而基体上的减小。氧化膜裂尖区域应力远大于基体金属裂尖区域，所以应定义氧化膜裂尖为裂 尖进行分析。模拟结果为精确预测核电一回路结构材料应力腐蚀开裂扩展速率奠定一定基础。 关键词：核电结构材料；奥氏体不锈钢；应力腐蚀开裂；应力应变；有限元 174．3 中图分类号：TG 文献标志码：A in materials Micro-mechanicalstateatSCC nuclearstructure tip key LI He Yong-qiang，XUE and and ofMechanicalEngineering，Xi’∞Unive巧i@ofScienceTechnology，Xi’an710054，China) (College Abstract：It’Sthatiskindsofmicro—mechanicalstateofstresscorrosion in analyzed cracking(SCC)tip film andtakenaustenitiestain— nuclearin—servicestructure．Basedontheoxide model plant key rupture lesssteel304Lthathas corrosionresistant as material，regard— hightemperature propertiesexperimental and nuclear structure SCCthatisoneofthemainformsof the failureof ing affectingdamage powerkey asaresearch transmissionelection weobtainedandstructurein object，byan