中子辐照预应力和预应变状态高纯铝的动/静态力学性能变化规律及其微观机理
发布时间：2020-12-13 01:10
认识和预测金属材料在反应堆内真实服役环境下力学性能的变化规律及其微观机理,一直以来都是核能安全领域亟待解决的关键问题之一。针对目前严重缺乏相关规律性认知的研究现状,以中子活化率极低的高纯铝(>99.9995%)为研究对象,系统开展了高纯铝在模拟反应堆服役环境条件下力学性能的变化规律研究,掌握了高纯铝力学性能随服役环境因素改变的变化规律,并揭示其微观机理。主要开展了以下研究工作:首先,自主设计建立了一整套中子辐照预应力状态金属样品的制备技术,采用该技术制备了不同预应力大小、预拉伸/压缩应力状态,预应变量和预应变状态的中子辐照高纯铝样品,为后续宏/微观实验研究提供了必要的条件保障。其次,采用材料试验机、霍普金森杆和电磁膨胀环实验技术,系统开展了中子辐照预应力、预应变状态高纯铝的动/静态宏观实验研究,获得了中子辐照预应力状态条件下,高纯铝拉伸/压缩形变和断裂特性的变化规律,结合TEM显微分析实验研究,揭示了辐照缺陷、林位错和强化颗粒等对金属基体材料产生硬化和脆化效应的等效机制,且位错通道并不是辐照脆化的必要条件。再次,研究发现中子辐照预应力状态会导致退火态金属材料软化,结合TEM显微分...
【文章来源】：中国工程物理研究院北京市
【文章页数】：129 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１中子辐照零应力状态退火态无氧铜的准静态拉伸实验结果［３９］??
安全性，并提高核能经济效益就成为核能开发过程中??亟待解决的最关键问题，这一问题的核心便是基于辐照脆化机理的深入认识，建??立更加准确的辐照脆化理论模型。??０８产ＲＰＶ钢辐照监督数据??■国外ＲＰＶ钢辐照监督数??６０－??ｐ?．，？？？．．?ｙ??二???＜?／?一＂９９（Ｒｅ￣＼．２）??２０－?＇＂［．＂ｐｉｓ＇?＂＜ＲｅＶ＇３）??ＳＥ?．?ＪＥＡＣ４２０Ｉ??＿＿＿??０?２?４?６?８?１０??ＨＴ１９?战／ｃｎＴ２??图２辐照压力容器钢韧脆转变温度试验值与不同预测模型预测值ｔ８１??早在１９９１年，Ｌｕｆｔ［６９］就认为辐照、冷轧、降温和颗粒强化均会在宏观上导??致基体金属材料发生极其类似的硬化和脆化效应，并暗示这些不同类型的缺陷对??基体金属材料的硬化和脆化效应可能存在某种普适的作用机制。此后，ＤｉＭｅｌｆｉ??等［７９］进一步研宄发现，相同真应力条件下，某压力容器钢的应变硬化系数与辐??照剂量无关。随后，以美国橡树岭实验室的Ｂｙｉｍ为代表的研宄人员［４Ｍ８＾４］，??总结分析了大量中子辐照零应力退火态金属材料的准静态拉伸应力？应变曲线数??据，发现不同中子剂量辖照材料的真应力？应变曲线在应变轴正向上平移适当应??变量，能够使其塑性段与未辐照材料真应力？应变曲线的塑性段重合。并且相同??真应力条件下，材料的应变硬化系数与辐照剂量无关。以上实验规律普遍适用于??ＢＣＣ、ＦＣＣ和ＨＣＰ金属，如图３?（ａ）所示。３乂１！１１等［４７＇４８８３］的研宄结果还表明，??辐照剂量低于临界剂量（退火态金属材料发生完全脆性断裂所需最小中子剂??量值［３７，４５，５４＇８
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本文编号：2913604
【文章来源】：中国工程物理研究院北京市
【文章页数】：129 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１中子辐照零应力状态退火态无氧铜的准静态拉伸实验结果［３９］??
安全性，并提高核能经济效益就成为核能开发过程中??亟待解决的最关键问题，这一问题的核心便是基于辐照脆化机理的深入认识，建??立更加准确的辐照脆化理论模型。??０８产ＲＰＶ钢辐照监督数据??■国外ＲＰＶ钢辐照监督数??６０－??ｐ?．，？？？．．?ｙ??二???＜?／?一＂９９（Ｒｅ￣＼．２）??２０－?＇＂［．＂ｐｉｓ＇?＂＜ＲｅＶ＇３）??ＳＥ?．?ＪＥＡＣ４２０Ｉ??＿＿＿??０?２?４?６?８?１０??ＨＴ１９?战／ｃｎＴ２??图２辐照压力容器钢韧脆转变温度试验值与不同预测模型预测值ｔ８１??早在１９９１年，Ｌｕｆｔ［６９］就认为辐照、冷轧、降温和颗粒强化均会在宏观上导??致基体金属材料发生极其类似的硬化和脆化效应，并暗示这些不同类型的缺陷对??基体金属材料的硬化和脆化效应可能存在某种普适的作用机制。此后，ＤｉＭｅｌｆｉ??等［７９］进一步研宄发现，相同真应力条件下，某压力容器钢的应变硬化系数与辐??照剂量无关。随后，以美国橡树岭实验室的Ｂｙｉｍ为代表的研宄人员［４Ｍ８＾４］，??总结分析了大量中子辐照零应力退火态金属材料的准静态拉伸应力？应变曲线数??据，发现不同中子剂量辖照材料的真应力？应变曲线在应变轴正向上平移适当应??变量，能够使其塑性段与未辐照材料真应力？应变曲线的塑性段重合。并且相同??真应力条件下，材料的应变硬化系数与辐照剂量无关。以上实验规律普遍适用于??ＢＣＣ、ＦＣＣ和ＨＣＰ金属，如图３?（ａ）所示。３乂１！１１等［４７＇４８８３］的研宄结果还表明，??辐照剂量低于临界剂量（退火态金属材料发生完全脆性断裂所需最小中子剂??量值［３７，４５，５４＇８
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