核电关键结构材料应力腐蚀裂纹裂尖微观力学特性分析

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.