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孔洞缺陷对α-Fe拉伸变形行为影响的分子动力学模拟
1
作者 李翔 尹益辉 +2 位作者 张元章 李继承 李洪祥 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2026年第2期510-516,共7页
为深入研究孔洞缺陷对α-Fe试样拉伸变形行为的影响,构建含不同大小孔洞缺陷的α-Fe试样计算模型,并进行单轴拉伸应变下的分子动力学模拟。结果表明:整体趋势上,含孔洞缺陷试样的拉伸力学性能损减与孔洞尺寸正相关,孔洞尺寸越大,试样越... 为深入研究孔洞缺陷对α-Fe试样拉伸变形行为的影响,构建含不同大小孔洞缺陷的α-Fe试样计算模型,并进行单轴拉伸应变下的分子动力学模拟。结果表明:整体趋势上,含孔洞缺陷试样的拉伸力学性能损减与孔洞尺寸正相关,孔洞尺寸越大,试样越容易进入塑性变形阶段;含孔洞缺陷试样的杨氏模量、屈服应力、极限强度和拉断延伸率均随着孔洞半径的增大而减小;试样的塑性变形表现为拉伸应力诱发的相变和位错滑移混合的机制;随着孔洞半径的增大,试样的应力-应变曲线特征发生显著变化——试样的塑性屈服段和应变硬化段越来越短,应变硬化段甚至消失。研究有助于深入认识孔洞缺陷对金属变形机制的影响,为后续开展多晶α-Fe材料的物理和力学性质的分析研究奠定有益基础。 展开更多
关键词 Α-FE 孔洞 相变 位错滑移
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压水堆一回路某阀门用690镍基合金的应力腐蚀裂纹扩展行为
2
作者 丁凯 彭骋 +4 位作者 张旭 袁新宇 汪家梅 陈凯 张乐福 《机械工程材料》 北大核心 2026年第3期88-95,共8页
在模拟压水堆一回路水化学环境(325℃、15.5 MPa、1.2 mg·L^(-1)硼、2.2μg·L^(-1)锂、2 mg·L^(-1)溶解氧或1.6 mg·L^(-1)溶解氢)中,采用应力腐蚀裂纹扩展速率在线测量技术,通过裂纹扩展试验对比研究了压水堆某阀... 在模拟压水堆一回路水化学环境(325℃、15.5 MPa、1.2 mg·L^(-1)硼、2.2μg·L^(-1)锂、2 mg·L^(-1)溶解氧或1.6 mg·L^(-1)溶解氢)中,采用应力腐蚀裂纹扩展速率在线测量技术,通过裂纹扩展试验对比研究了压水堆某阀门用国产和进口690镍基合金的应力腐蚀裂纹扩展行为。结果表明:国产690合金和进口690合金内部残余应变均低于10%,在模拟压水堆一回路工况下的裂纹扩展速率均处于10^(-9) mm·s^(-1)数量级,2种合金均具有较低的应力腐蚀开裂敏感性,这与合金中较高的铬含量有关。与进口合金相比,国产690合金的晶粒尺寸较大,Σ3孪晶界占比较高,晶界的位错密度和残余应变水平较低,裂纹扩展速率略低,抗应力腐蚀开裂性能较好;国产690合金的裂纹扩展以穿晶模式为主,而进口合金则呈现明显的沿晶-穿晶混合特征。国产和进口690合金的裂纹扩展速率与应力强度因子呈幂指数关系,国产690合金在不同溶解氧浓度环境中的裂纹扩展速率均较低,溶解氧对其应力腐蚀开裂行为的影响不显著。 展开更多
关键词 690镍基合金 残余应变 应力腐蚀开裂 裂纹扩展速率 压水堆
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选区激光熔化2095铝锂合金的微观组织与拉伸性能
3
作者 孟宪凯 唐明明 +4 位作者 苏纯 江奕良 刘阳 林珂 周建忠 《排灌机械工程学报》 北大核心 2026年第1期85-91,共7页
采用选区激光熔化(SLM)增材制造技术以成形高强轻质2095铝锂合金,系统探究了激光能量密度对其成形质量、微观组织演化及室温拉伸力学性能的影响规律.利用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)详细表征了试样的冶金缺陷(如孔隙、裂纹)分... 采用选区激光熔化(SLM)增材制造技术以成形高强轻质2095铝锂合金,系统探究了激光能量密度对其成形质量、微观组织演化及室温拉伸力学性能的影响规律.利用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)详细表征了试样的冶金缺陷(如孔隙、裂纹)分布、熔池形貌及微观组织结构;结合X射线衍射(XRD)技术确定了物相组成.采用电子万能试验机对试样进行了准静态室温拉伸性能测试,获取了抗拉强度(UTS)和延伸率(EL)等关键力学性能指标.研究结果表明,在优化的激光能量密度为625.0 J/mm3时,试样实现了最高致密度(98.6%),并获得了最优的综合拉伸性能,其抗拉强度达到233.59 MPa,延伸率为7.42%.该能量密度条件有效抑制了冶金缺陷的形成,促进了组织的均匀致密化.综上所述,文中研究通过系统试验明确了激光能量密度与SLM成形2095铝锂合金微观组织及力学性能的关联机制,成功确定了获得高致密度与优异力学性能的最佳工艺窗口,为SLM技术在该合金制造领域的应用提供了重要的工艺依据. 展开更多
关键词 选区激光熔化 铝锂合金 工艺参数 微观组织 拉伸性能
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现有三种规范模型对国产细颗粒核石墨失效概率评估的适用性研究
4
作者 钱浩 刘贺同 +1 位作者 严鹏 兰天宝 《核动力工程》 北大核心 2026年第2期26-36,共11页
针对一种用于气冷微堆的候选国产细颗粒核石墨,研究现有三种核石墨强度设计规范模型(德国KTA—3232、美国ASME—2015和ASME—2023规范模型)对其失效概率评估的适用性。首先,系统梳理了这三种规范模型的理论基础、发展脉络和算法要点。然... 针对一种用于气冷微堆的候选国产细颗粒核石墨,研究现有三种核石墨强度设计规范模型(德国KTA—3232、美国ASME—2015和ASME—2023规范模型)对其失效概率评估的适用性。首先,系统梳理了这三种规范模型的理论基础、发展脉络和算法要点。然后,以单向拉伸强度概率分布和拉压强度比为输入数据,并结合其他性能数据,采用上述三种规范模型,预测了5种强度[德国标准(德标)单向拉伸和美国标准(美标)三点弯折、巴西圆盘劈裂、单向压缩、单向拉伸)]试验件的失效概率,并与试验数据进行了对比。结果表明,对于德标单向拉伸和美标单向拉伸、三点弯折这3种内部高应力区域主要处于单向拉伸应力状态的试件,ASME—2015规范模型预测结果精度偏低、过于保守,ASME—2023规范模型的预测精度相比ASME—2015有改善,KTA—3232的预测精度依赖于受载区域体积的选取。对于巴西圆盘劈裂和单向压缩这两种内部高应力区域处于以压为主应力状态的试件,三种规范模型预测的强度分散性均与试验结果差别较大,强度预测结果在低失效概率区间内均过于保守。最后,对三种规范模型进行了深入分析,并提出了可能的改进思路。 展开更多
关键词 核石墨 失效概率 最弱链理论 KTA—3232规范 ASME—2015规范 ASME—2023规范
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2.25Cr1Mo钢在蒸汽发生器服役环境中的腐蚀疲劳裂纹扩展行为
5
作者 刘超 刘文治 +1 位作者 付晓刚 张宝亮 《机械工程材料》 北大核心 2026年第3期131-136,共6页
在压力均为17.5 MPa的350℃水和500℃蒸汽2种蒸汽发生器服役环境中,对2.25Cr1Mo钢紧凑拉伸试样依次进行载荷比为0.5、加载频率为1 Hz和载荷比为0.5、加载频率为0.1 Hz的腐蚀疲劳裂纹扩展试验,利用直流电压降法获得2.25Cr1Mo钢的腐蚀疲... 在压力均为17.5 MPa的350℃水和500℃蒸汽2种蒸汽发生器服役环境中,对2.25Cr1Mo钢紧凑拉伸试样依次进行载荷比为0.5、加载频率为1 Hz和载荷比为0.5、加载频率为0.1 Hz的腐蚀疲劳裂纹扩展试验,利用直流电压降法获得2.25Cr1Mo钢的腐蚀疲劳裂纹扩展速率,并分析了裂纹扩展特征。结果表明:在500℃蒸汽环境中2.25Cr1Mo钢的腐蚀疲劳裂纹扩展速率大于350℃水环境中;在相同环境中,较高加载频率的裂纹扩展第一阶段的腐蚀疲劳裂纹扩展速率更大。2.25Cr1Mo钢在350℃水环境和500℃蒸汽环境中的腐蚀疲劳裂纹均以穿晶扩展为主;与350℃水环境中相比,500℃蒸汽环境中的腐蚀疲劳裂纹的开裂程度更大,裂纹扩展面中球状氧化物颗粒尺寸更大,氧化更严重,且表面存在明显凹坑。 展开更多
关键词 2.25CR1MO钢 蒸汽发生器 腐蚀疲劳裂纹扩展速率 氧化 穿晶扩展
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铀锆合金中氙扩散的分子动力学研究
6
作者 张宝玲 翟宴田 +3 位作者 田书建 苏雪 徐志涛 李博文 《原子能科学技术》 北大核心 2026年第3期677-684,共8页
本文采用分子动力学方法研究了铀锆合金中的氙扩散行为,计算了氙的扩散系数,分析了温度和锆含量对氙扩散的影响,拟合了氙的扩散系数、温度和锆含量三者之间的函数关系。结果显示:在铀锆合金中,氙的扩散系数随温度升高而增大,随锆含量的... 本文采用分子动力学方法研究了铀锆合金中的氙扩散行为,计算了氙的扩散系数,分析了温度和锆含量对氙扩散的影响,拟合了氙的扩散系数、温度和锆含量三者之间的函数关系。结果显示:在铀锆合金中,氙的扩散系数随温度升高而增大,随锆含量的增加先减小后增大。当锆含量为10%时,随着温度从1050 K升至1400 K,氙的扩散系数由0.0078×10^(-8)m^(2)/s增加至0.1206×10^(-8)m^(2)/s,扩散激活能为1.04 eV;在1250 K条件下,锆含量为50%时,氙的扩散系数达到最小值0.0153×10^(-8)m^(2)/s;铀锆合金中有氙团簇形成,尺寸随温度升高呈增大趋势,随锆含量增加先减小后增大。本文研究结果可为金属燃料的设计和性能优化提供理论支持。 展开更多
关键词 铀锆合金 扩散系数 氙辐照 分子动力学模拟
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考虑温度和几何尺寸影响的16MnD5钢断裂行为研究
7
作者 祁爽 黄平 +5 位作者 包陈 崔光顺 安英辉 范敏郁 方奎元 钱王洁 《核动力工程》 北大核心 2026年第1期107-117,共11页
反应堆压力容器通常采用16MnD5低合金钢制造,但在高温、高压及中子辐照环境下,该材料易出现断裂韧性降低及韧脆转变温度T0升高的现象,从而对服役安全构成潜在威胁。为研究温度与几何尺寸对断裂韧性的影响,本文采用0.5T、0.4T和0.16T三... 反应堆压力容器通常采用16MnD5低合金钢制造,但在高温、高压及中子辐照环境下,该材料易出现断裂韧性降低及韧脆转变温度T0升高的现象,从而对服役安全构成潜在威胁。为研究温度与几何尺寸对断裂韧性的影响,本文采用0.5T、0.4T和0.16T三种紧凑拉伸(CT)试样,在温度为-80~350℃内开展断裂韧性试验,并结合主曲线法、多温度法和应变能密度断裂失效(SDFF)模型对试验数据进行系统分析。结果表明,随着温度升高,16MnD5钢的断裂韧性逐渐增加,并在200℃以上趋于稳定;在低温条件下,材料由延性断裂转变为脆性断裂,其韧脆转变区间约为-40~-60℃。此外,试样尺寸对断裂韧性影响显著:随着尺寸增大,裂尖约束效应增强,导致断裂韧性降低;而小尺寸试样因平面应力占主导而表现出更高的韧性。本研究揭示了温度与几何尺寸对16MnD5钢断裂韧性的耦合影响规律,并提出了适用于小试样与大试样断裂性能转换的评价方法,为反应堆压力容器材料的安全评估与寿命管理提供了理论依据。 展开更多
关键词 16MnD5 断裂韧性 温度 几何尺寸 主曲线法 应变能密度断裂失效(SDFF)模型
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结构钢中多种缺陷势阱对He的捕获行为研究
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作者 高智颖 崔增琪 +1 位作者 王宇钢 王娅琦 《原子能科学技术》 北大核心 2026年第3期665-676,共12页
目前研究的抗辐照聚变堆结构材料大多含有丰富的缺陷势阱,缺陷势阱能够分散空腔,抑制其生长,从而提升材料耐受聚变中子辐照的性能。虽然晶界、相界及位错都能够捕获空腔,但空腔聚集于晶界处比其聚集于相界或位错处将对材料的力学性能造... 目前研究的抗辐照聚变堆结构材料大多含有丰富的缺陷势阱,缺陷势阱能够分散空腔,抑制其生长,从而提升材料耐受聚变中子辐照的性能。虽然晶界、相界及位错都能够捕获空腔,但空腔聚集于晶界处比其聚集于相界或位错处将对材料的力学性能造成更为不利的影响。因此,研究不同缺陷势阱对空腔的捕获能力对于研发更有效耐受聚变中子辐照的新型材料具有重要的指导作用。氦在空腔形核与生长中起主导作用,因此本工作采用氦离子注入的方式,通过观测不同缺陷势阱周围氦泡的聚集程度,获得各种缺陷势阱捕获氦能力的相对强度。镧元素掺杂的微纳复合304L不锈钢(MN304-La)主要有4种缺陷势阱,分别是纳米颗粒(NP)、复合晶界(CGB)、纳米晶界(NGB)和位错。为了研究这些缺陷势阱对氦的相对捕获能力,分别在室温和450℃下,用190 keV的氦离子对纳米晶粒尺寸不同(平均尺寸分别是259、154、61 nm)微米晶粒尺寸相同的MN304-La(分别命名为259-MN304-La、154-MN304-La、61-MN304-La)进行辐照,辐照注量为1.5×10^(16)cm^(-2)。在室温下辐照的样品再经过900℃下退火。使用透射电子显微镜和定量测量的方法表征了3种MN304-La样品中氦泡在各种缺陷势阱上的分布。结果发现,4种缺陷势阱中,NP在259-MN304-La中对氦具有最强的捕获能力,CGB的捕获能力次之,而位错的捕获能力最弱。NP捕获氦的能力存在环境效应。随着纳米晶粒尺寸的减小,NP捕获氦的能力会因周围NGB密度的增加而减弱。此外,尽管4种缺陷势阱在每种材料中捕获氦的相对强度保持不变,但温度的升高增强了每种缺陷势阱捕获氦的能力。 展开更多
关键词 氦泡 缺陷势阱 相对捕获强度 微纳复合304L不锈钢
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Cr涂层锆合金包壳对压水堆腐蚀产物源项的影响数值模拟研究
9
作者 许多挺 陈威林 +3 位作者 刘亚妮 王开元 彭振驯 金鑫 《核动力工程》 北大核心 2026年第1期129-135,共7页
Cr涂层锆合金包壳作为一种事故容错燃料包壳方案,凭借其优异的抗氧化性能、较低的热中子吸收截面以及优良的热力学性能,在核材料领域引起了广泛关注。本研究以CPR1000核电机组为研究对象,将所有燃料包壳替换为Cr涂层锆合金,在正常运行... Cr涂层锆合金包壳作为一种事故容错燃料包壳方案,凭借其优异的抗氧化性能、较低的热中子吸收截面以及优良的热力学性能,在核材料领域引起了广泛关注。本研究以CPR1000核电机组为研究对象,将所有燃料包壳替换为Cr涂层锆合金,在正常运行工况下系统地评估了Cr涂层对一回路腐蚀产物源项的影响。通过数值模拟方法,深入分析蒸汽发生器、冷却剂主管道和堆芯中放射性核素的沉积特性。研究结果表明,Cr涂层的腐蚀释放对于堆内腐蚀产物源项的影响大于堆外的影响,更重要的是,Cr涂层的应用并未改变^(60)Co核素在腐蚀产物源项中的主导地位,这表明其对现有反应堆运行模式的影响具有一定的可控性,本文的研究结果为Cr涂层锆合金包壳在核电厂中的实际应用提供了重要的理论依据和数据支持。 展开更多
关键词 Cr涂层 事故容错燃料包壳 腐蚀产物源项 数值模拟 腐蚀释放
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轻水反应堆环境对不锈钢辐照促进应力腐蚀开裂的影响综述
10
作者 徐超亮 全琪炜 +8 位作者 武焕春 李远飞 贾文清 尹建 李时磊 宋淼 张乐福 刘向兵 郭相龙 《材料导报》 北大核心 2026年第1期138-148,共11页
轻水反应堆(LWR)堆内构件等不锈钢材料服役在高温、强辐照和反应堆一回路水耦合环境下,辐照促进应力腐蚀开裂(IASCC)是其最主要的失效机制,导致了核工业界多起堆内构件部件的断裂事件。本文通过调研分析,介绍了LWR中的辐照环境,分析了LW... 轻水反应堆(LWR)堆内构件等不锈钢材料服役在高温、强辐照和反应堆一回路水耦合环境下,辐照促进应力腐蚀开裂(IASCC)是其最主要的失效机制,导致了核工业界多起堆内构件部件的断裂事件。本文通过调研分析,介绍了LWR中的辐照环境,分析了LWR环境中辐照对不锈钢微观结构与硬度、微区化学元素、一回路水电化学腐蚀电位(ECP)、温度和应力的影响,继而总结了上述影响因素对IASCC的影响规律。 展开更多
关键词 轻水反应堆 辐照促进应力腐蚀开裂 辐照硬化 微结构演变 微区化学元素偏析 电化学腐蚀电位 应力
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核电316H奥氏体不锈钢疲劳损伤机制与温度敏感性研究
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作者 董贺展 余婷 +5 位作者 宋宇轩 王志强 蔡智会 金伟娅 蒋炎尧 高增梁 《材料导报》 北大核心 2026年第2期189-196,共8页
316H奥氏体不锈钢具有优异的高温性能,是第Ⅳ代核电高温气冷堆一回路管道的候选材料之一。然而,其结构构件在高温下仍然存在非预期疲劳开裂现象,亟需深入分析其疲劳失效机制,揭示其高温下的疲劳损伤机理。本工作开展不同温度的316H不锈... 316H奥氏体不锈钢具有优异的高温性能,是第Ⅳ代核电高温气冷堆一回路管道的候选材料之一。然而,其结构构件在高温下仍然存在非预期疲劳开裂现象,亟需深入分析其疲劳失效机制,揭示其高温下的疲劳损伤机理。本工作开展不同温度的316H不锈钢拉伸试验,发现屈服强度与抗拉强度随试验温度的升高逐渐降低,但延伸率则在常温至300℃的范围内随温度的升高而降低,在300~550℃之间出现平台,在550℃以上随试验温度的升高而增大。通过开展常温和高温气冷堆服役温度600℃条件下的316H不锈钢低周疲劳实验,获得了常温与高温下的循环应力-应变特征,分别构建了S-N曲线,通过微观表征技术对拉伸与疲劳的微观组织结构演化、断口形貌进行分析,研究其断裂机理。结果表明:300℃以下晶界结构稳定,主要为穿晶断裂机制;而550℃以上晶界出现析出物,拉伸断口呈现出部分沿晶断裂特征。在常温与高温下均呈现出循环硬化、循环软化、快速失效三个阶段,且高温实验后晶粒尺寸变大,而常温下晶粒无明显变化,但几何必须位错密度(GND)增加明显。此外,常温下疲劳裂纹的启裂机制为滑移带累积导致材料表面出现疲劳裂纹源;而高温下,裂纹启裂位置氧化严重,呈现出疲劳-氧化协同启裂特征。研究结果对高温气冷堆一回路管道的设计、运维与表面强化延寿有重要科学意义。 展开更多
关键词 高温气冷堆 316H奥氏体不锈钢 疲劳 高温 疲劳损伤机制
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Zr-xSn-0.35Fe-0.15Cr合金在模拟失水事故下的高温蒸汽氧化行为
12
作者 马磬朝 姚美意 +4 位作者 王金鑫 胡丽娟 徐诗彤 谢耀平 周邦新 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2026年第4期1068-1077,共10页
锆合金包壳在失水事故中会经历高温蒸汽氧化,因吸氧使锆合金包壳脆化而发生破裂,影响核反应堆的安全运行。通过配备蒸汽发生器的同步热分析仪研究了Zr-xSn-0.35Fe-0.15Cr(x=0.5、0.75、1.0、1.2和1.5,wt%)5种锆合金在800~1200℃的高温... 锆合金包壳在失水事故中会经历高温蒸汽氧化,因吸氧使锆合金包壳脆化而发生破裂,影响核反应堆的安全运行。通过配备蒸汽发生器的同步热分析仪研究了Zr-xSn-0.35Fe-0.15Cr(x=0.5、0.75、1.0、1.2和1.5,wt%)5种锆合金在800~1200℃的高温蒸汽氧化行为,采用金相显微镜对高温蒸汽氧化后的样品横截面进行观察,使用电子探针显微分析仪进行O含量测试。结果表明:不同温度下,锆合金的抗高温蒸汽氧化性能和氧化动力学与Sn含量呈现一定规律,主要与锆合金的α-Zr↔β-Zr和m-ZrO_(2)↔t-ZrO_(2)相转变行为作用机制有关。随着氧化温度的升高,合金氧化样品横截面呈现ZrO_(2)、α-Zr(O)双层结构,中间伴随着β-Zr+α-Zr(O)混合层结构的出现与消失,这是O对α↔β相转变的影响造成的。从Sn含量增加影响α-Zr↔β-Zr相变和抑制了O从α-Zr→β-Zr中扩散的角度,探讨了Sn含量对锆合金不同温度下高温蒸汽氧化行为的影响机制。 展开更多
关键词 锆合金 失水事故 SN 高温蒸汽氧化 相变
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基于机器学习的海绵锆压力-组成-等温曲线预测方法研究
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作者 任泊垚 怀英 +5 位作者 刘婷婷 赵天亮 耿自才 李庆伟 姜鹏 李波 《核动力工程》 北大核心 2026年第2期174-183,共10页
作为制造核燃料元件的结构材料之一,海绵锆与环境中的氢气反应会造成材料的氢脆现象。这一现象严重危害了核反应堆的运行安全性与结构可靠性。压力-组成-等温(PCT)曲线为调控海绵锆吸氢热力学行为提供了重要依据。本文基于实验测量数据... 作为制造核燃料元件的结构材料之一,海绵锆与环境中的氢气反应会造成材料的氢脆现象。这一现象严重危害了核反应堆的运行安全性与结构可靠性。压力-组成-等温(PCT)曲线为调控海绵锆吸氢热力学行为提供了重要依据。本文基于实验测量数据与数据增强步骤,建立了3种海绵锆PCT曲线的预测模型,分别为多项式模型、支持向量回归(SVR)模型与人工神经网络(ANN)模型。结果显示,与传统的多项式模型相比,ANN模型与SVR模型的预测精度有较大的提升,测试集平均绝对误差分别降低78.94%与63.53%。其中,ANN模型在未知温度条件下的PCT曲线预测中表现最优,泛化能力最好,测试集决定系数R^(2)>0.99,平均绝对百分比误差为2.16%。研究相关成果为金属-氢体系的PCT曲线准确预测提供了有效思路。 展开更多
关键词 机器学习 神经网络 压力-组成-等温(PCT)曲线 海绵锆 数据增强
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基于蒸发法试验的铅铋快堆挥发性核素源项计算方法研究
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作者 黄丽萍 王凤龙 +3 位作者 张强 王事喜 朱润 杨勇 《原子能科学技术》 北大核心 2026年第1期185-194,共10页
针对轻水堆与钠冷快堆源项计算方法无法直接用于铅铋快堆的问题,为研究挥发性核素从铅铋冷却剂向覆盖气腔、安全壳的迁移行为并获取迁移数据,建立了一套适用于铅铋堆的源项计算方法,以蒸发平衡模型为基础,进行了蒸发法试验,对300~1000... 针对轻水堆与钠冷快堆源项计算方法无法直接用于铅铋快堆的问题,为研究挥发性核素从铅铋冷却剂向覆盖气腔、安全壳的迁移行为并获取迁移数据,建立了一套适用于铅铋堆的源项计算方法,以蒸发平衡模型为基础,进行了蒸发法试验,对300~1000℃下不同气氛(纯Ar、Ar+5%H_(2)、Ar+2%H_(2)O)LBE中钋的蒸发行为及其亨利常数、300~600℃下LBE-3%CsI和LBE-1%Te合金气溶胶的粒径分布进行了研究。结果表明,钋的亨利常数在高温下具有较好的一致性,低温下钋的蒸发更容易受到氧化还原与表面富集的影响,造成亨利常数测量值偏大;铅铋合金气溶胶粒径在几百纳米至微米量级。基于试验结果建立的铅铋快堆覆盖气腔、安全壳及环境释放的源项计算方法,可有效评估铅铋快堆在不同工况下的挥发性核素释放量,能为铅铋快堆安全分析提供参考。 展开更多
关键词 铅铋快堆 挥发性核素 蒸发法试验 源项计算方法
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小尺寸样品拉伸变形行为的多尺度数值研究
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作者 朱燕 顾金纬 +2 位作者 黎军顽 宁广胜 钟巍华 《核动力工程》 北大核心 2026年第1期118-128,共11页
基于A508-Ⅲ钢小尺寸样品的单轴拉伸测试,构建了其宏观尺度的力学本构模型和延性损伤模型,标定了晶体塑性参数,采用宏观有限元与微观晶体塑性相结合的方法建立了小尺寸样品单轴拉伸的多尺度数值模型。结果表明,小尺寸样品的拉伸测试具... 基于A508-Ⅲ钢小尺寸样品的单轴拉伸测试,构建了其宏观尺度的力学本构模型和延性损伤模型,标定了晶体塑性参数,采用宏观有限元与微观晶体塑性相结合的方法建立了小尺寸样品单轴拉伸的多尺度数值模型。结果表明,小尺寸样品的拉伸测试具有一定的离散性,拉伸断口呈韧性断裂特征;在拉伸初始阶段,塑性变形主要通过位错的均匀运动来实现;发生颈缩后,非均匀塑性变形愈加显著,产生晶粒尺度上的应力集中,位错出现明显的局部化现象,几何必需位错密度从应变为8%时的16μm^(-2)迅速增长至应变为10%时的65μm^(-2);在整个塑性变形过程中统计存储位错密度的演变始终占主导地位;晶界处位错的聚集遵循晶粒取向差越大,位错密度越高的规律。 展开更多
关键词 A508-Ⅲ钢 小尺寸样品 单轴拉伸 多尺度数值模拟 晶体塑性 位错密度
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Ni过渡层对抗挥发W涂层组织及热稳定性影响研究
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作者 张锦柏 杨万欢 +5 位作者 李晓泉 陈帅 彭德全 李伸 钟巍华 杨文 《原子能科学技术》 北大核心 2026年第1期49-58,共10页
为解决空间核反应堆关键部件在高温、超高真空环境下的材料失效和加强抵御严重事故的能力,需开发出具有优异热稳定性的抗挥发涂层,并对涂层的组织和高温性能展开研究。本文采用直流(DC)磁控溅射在镍基合金上制备Ni过渡层,再通过化学气... 为解决空间核反应堆关键部件在高温、超高真空环境下的材料失效和加强抵御严重事故的能力,需开发出具有优异热稳定性的抗挥发涂层,并对涂层的组织和高温性能展开研究。本文采用直流(DC)磁控溅射在镍基合金上制备Ni过渡层,再通过化学气相沉积(CVD)在Ni过渡层上制备W涂层。在800℃、10-7 Pa的高温、超高真空环境下进行3000 h的挥发实验,考察了Ni过渡层对抗挥发W涂层的物相组成、显微组织及高温环境下热稳定性的影响。研究发现,Ni过渡层存在时,W涂层的优先取向由(200)转变为(110),且能显著抑制表面W晶粒的异常长大以及界面处的元素扩散。在挥发3000 h后,表面微观形貌及元素成分几乎没有变化,表现出优异的热稳定性及抗挥发性能。高温导致样品的晶界处形成了孔隙,并在界面处发生了元素扩散,进而在界面处发生部分冶金结合。扩散深度与晶粒取向有关,并且发现过渡层的存在对元素扩散有抑制作用。综上,DC磁控溅射制备的Ni过渡层能够优化W涂层的组织并改善其在高温下的热稳定性。 展开更多
关键词 化学气相沉积 超高真空 挥发 热稳定性 扩散
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基于ASME规范的核一级承压设备强度校核及疲劳分析方法研究
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作者 姜炎明 李小畅 +2 位作者 田瑞峰 宋智广 谭思超 《核技术》 北大核心 2026年第2期120-129,共10页
反应堆一回路中部分管道长期承受冷热流体的交替冲刷,局部可能出现的热分层现象使管道中的热应力进一步加大,由此产生的应力集中及疲劳问题可能危害反应堆的安全运行。基于热流固多物理场耦合方法结合ASME(American Society of Mechanic... 反应堆一回路中部分管道长期承受冷热流体的交替冲刷,局部可能出现的热分层现象使管道中的热应力进一步加大,由此产生的应力集中及疲劳问题可能危害反应堆的安全运行。基于热流固多物理场耦合方法结合ASME(American Society of Mechanical Engineers)规范中适用于核一级承压设备的相关标准和分析流程,对某型号反应堆的管道系统开展了结构强度校核及疲劳分析,数值结果表明:当前工况参数及出现次数叠加作用下管道系统的应力分类结果满足规范要求,不会出现不可逆的结构损伤,且关键结构不连续位置的疲劳累积使用因子均小于1,未出现累积使用因子超限问题。 展开更多
关键词 ASME规范 热流固耦合 强度校核 疲劳分析 累积使用因子
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核电爆破阀异种金属焊接接头在PWR一回路水中SCC裂纹扩展行为研究
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作者 彭骋 张旭 +4 位作者 袁新宇 汪家梅 高良文 陈凯 张乐福 《原子能科学技术》 北大核心 2026年第2期378-386,共9页
本文研究了AP1000系列压水堆(PWR)关键非能动安全设备爆破阀阀体316LN-690异种金属焊缝在模拟反应堆一回路服役环境下的应力腐蚀开裂(SCC)行为。通过直流电压降(DCPD)技术在线测量并对比了焊接接头不锈钢焊缝和热影响区(HAZ)的SCC裂纹... 本文研究了AP1000系列压水堆(PWR)关键非能动安全设备爆破阀阀体316LN-690异种金属焊缝在模拟反应堆一回路服役环境下的应力腐蚀开裂(SCC)行为。通过直流电压降(DCPD)技术在线测量并对比了焊接接头不锈钢焊缝和热影响区(HAZ)的SCC裂纹扩展速率(CGR),分析了环境温度、腐蚀电位、焊接残余应变及载荷等关键因素对316LN焊缝和HAZ SCC裂纹扩展行为的影响规律。研究结果表明,HAZ因存在较高的焊接残余应变表现出较强的SCC敏感性,其CGR与20%冷变形不锈钢相当;而焊缝因δ-铁素体对裂纹的阻碍作用而呈现较低的SCC敏感性。环境温度、溶解氧(DO)环境中的高腐蚀电位及载荷对焊缝和HAZ的SCC CGR均有显著加速作用:温度与CGR遵循阿伦尼乌斯定律,HAZ的裂纹扩展激活能为48 kJ/mol;DO可使其CGR提高1个数量级;应力强度因子与CGR遵循幂指数关系。本文研究结果可为核电爆破阀的老化管理、在役检查和寿命预测提供数据支持。 展开更多
关键词 316LN不锈钢焊接接头 爆破阀 焊接残余应变 应力腐蚀开裂 裂纹扩展速率
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热等静压对增材制造FeNiCrMnAl高熵合金组织及力学性能的影响
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作者 陈梦瑶 李晓泉 +6 位作者 李伸 杨万欢 陈帅 彭德全 慎英才 杨文 钟巍华 《原子能科学技术》 北大核心 2026年第1期59-66,共8页
采用激光选区熔化(SLM)技术制备了FeNiCrMnAl高熵合金,随后对增材制造成型的试样进行了热等静压(HIP)处理。分析了HIP处理对增材制造试样微观组织和室温、高温(300℃)力学性能的影响。研究结果表明,HIP处理消除了部分孔洞缺陷,提高了试... 采用激光选区熔化(SLM)技术制备了FeNiCrMnAl高熵合金,随后对增材制造成型的试样进行了热等静压(HIP)处理。分析了HIP处理对增材制造试样微观组织和室温、高温(300℃)力学性能的影响。研究结果表明,HIP处理消除了部分孔洞缺陷,提高了试样致密度。合金相和熔池形貌没有发生变化,晶粒尺寸变大,合金内部发生再结晶现象,小角度晶界比例增加。HIP处理提高了合金的延伸率。断裂机制由准解理断裂与韧性断裂机制转变为韧性断裂。本文研究结果为HIP技术在增材制造中的应用提供了依据。 展开更多
关键词 增材制造 热等静压 高熵合金 性能调控
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核能供汽换热器管束微动磨损评估方法构建
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作者 王强 杨洁 《电站辅机》 2026年第1期6-10,37,共6页
核能供汽换热器长周期运行中的微动磨损是现有设计规范的空白,其累积损伤可能引发管壁减薄和泄漏风险。本文针对此问题,建立基于修正Archard磨损模型的寿命预测框架。该框架结合核能供汽工况特点,对关键参数进行工程化修正,论证在峰值... 核能供汽换热器长周期运行中的微动磨损是现有设计规范的空白,其累积损伤可能引发管壁减薄和泄漏风险。本文针对此问题,建立基于修正Archard磨损模型的寿命预测框架。该框架结合核能供汽工况特点,对关键参数进行工程化修正,论证在峰值温度区采用Chalk River磨损系数的保守性,提出以卡门涡街振幅包络湍流抖振的估算方法。为确认半圆周磨损模型的工程适用性,对某735 t/h蒸发器进行40年微动磨损寿命验证。结果表明:即使常规抗振设计满足规范要求,预测的微动磨损深度仍可达壁厚的20%,揭示了满足现有流致振动判据的设备仍存在潜在失效风险。所提框架可为量化评估长周期磨损裕量、提升核能供汽换热器设计可靠性提供重要依据。 展开更多
关键词 核能供汽 换热器 微动磨损 Archard模型 工程应用
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