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1、304不锈钢论文：环境对304不锈钢断裂韧性及断裂行为的影响【中文摘要】核电站反应堆堆内构件是核电站运行的“心脏”,与堆芯直接接触,是影响电站寿命的关键部件,其主要用材为核级304不锈钢。由此,针对304不锈钢在核电的应用问题,开展了大量的研究工作。迄今为止已经对304不锈钢的力学性能、腐蚀等问题进行了系统研究。考虑到材料的微裂纹及其带来的使用安全问题,考察核电环境条件对304不锈钢断裂韧性以及断裂行为的影响规律,探讨其断裂机理,既具有实际意义,亦具有学术价值。本文以核级304不锈钢为对象,在模拟核电站回路环境下考察环境因素对不锈钢的断裂韧性及
2、断裂行为的影响,以期为核电设备的安全提供基础数据。研究选取三点弯曲试样、采用J积分方法表征304不锈钢不同环境下断裂韧性。通过考察304不锈钢在大气中由室温至350℃、水浴中由室温到90℃、室温含氢温水中及试样充氢后的断裂韧性,探讨环境条件对其断裂韧性的影响。研究表明,304不锈钢的JQ值在大气及水浴条件下随温度的升高逐渐降低,但水浴及含氢温水对其没有明显影响,试样充氢后JQ值随试样氢含量的增加大幅降低。采用OM、SEM、XRD等分析了304不锈钢各种试验条件下断裂韧性试样的断裂行为。发现304不锈钢无论在室温还是高温下均以微孔聚合型韧性断裂为
3、主,但室温断口以大尺寸韧窝通过次级韧窝连接为主要特征,随温度的升高断口的韧窝逐渐变小、变浅,350℃下已经观察不到次级韧窝。室温含氢温水条件下,由于水浴中饱和氢的浓度较低,致使裂纹尖端富集的氢未达到临界浓度,固此对304不锈钢的断裂韧性无明显的影响。充氢后的试样,由于形变时氢加剧了诱导基体发生马氏体相变,在马氏体处产生氢致微裂纹,使试样发生准解理脆性断裂,导致304不锈钢的断裂韧性大幅降低。【英文摘要】Reactorinternalsofnuclearreactoraresaidtobetheheartofnuclearpowerplant,w
4、hichdirectcontactthereactorcore,andarethekeycomponentsforthelifeofnuclearpowerstation.Themainmaterialsofreactorinternalsarethenucleargrade304stainlesssteel.Thenuclearpowerapplicationproblemsof304stainlesssteelhavebeenstudiedabundantly.Uptonow,thestrengthandcorrosionof304stai
5、nlesssteelhavebeenstudiedsystematically.Forconsideringmicrocracksandtheservicingsafe,theunderstandingforfracturetoughnessandfracturemechanismof304stainlesssteelhavenotonlypracticalsignificance,butalsohaveacademicvalue.Basedonsuchbackground,theeffectsofenvironmentalfactorsont
6、hefracturetoughnessandfracturebehaviorofthenucleargrade304stainlesssteelwerecarriedoutinthepresentresearch.Three-pointbendingspecimensareusedforcharacterizingthefracturetoughnessof304stainlesssteel,inthisstudy.Theeffectsofenvironmentalfactorsonthefracturetoughnessof304stainl
7、esssteel,suchastemperature,waterbath,warmwaterwithhydrogenandhydrogen-chargedspecimens,werediscussed.TheresultsshowthatJQof304stainlesssteeldecreasedgraduallyinairandwaterbathwiththeincreasingtemperature,butJQdon’tbeinfluencedsignificantlybythewaterbathandwarmwaterofcontaini
8、nghydrogen.JQofcharged304stainlesssteeldecreasedobviouslywiththeincreasingo
