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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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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
6
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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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
7
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
8
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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小尺寸样品拉伸变形行为的多尺度数值研究
9
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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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
10
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
11
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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Inconel 690合金在不同磁-热能场时序匹配下的组织演化及性能
12
作者 李俊辉 黄亮 +5 位作者 冒文杰 王圣泽 王睿 何诗语 梅金娜 蔡振 《机械工程材料》 北大核心 2026年第3期123-130,共8页
以固溶态Inconel 690合金为研究对象,在单级脱敏处理的基础上设计了先脱敏后磁场、先磁场后脱敏、脱敏耦合磁场等3种磁-热能场时序匹配试验方案,研究了不同磁-热能场时序匹配下Inconel 690合金的微观结构、物相组成、拉伸性能和导热性... 以固溶态Inconel 690合金为研究对象,在单级脱敏处理的基础上设计了先脱敏后磁场、先磁场后脱敏、脱敏耦合磁场等3种磁-热能场时序匹配试验方案,研究了不同磁-热能场时序匹配下Inconel 690合金的微观结构、物相组成、拉伸性能和导热性能。结果表明:相比于单级脱敏处理,磁-热能场复合处理后Inconel 690合金的平均晶粒尺寸以及退火孪晶的密度和长度均增加;先脱敏后磁场处理合金的平均晶粒尺寸最大。先脱敏后磁场处理合金晶界处的M_(23)C_(6)碳化物与单级脱敏处理合金相似,呈不连续分布;先磁场后脱敏处理合金中的碳化物呈半连续分布;脱敏耦合磁场处理合金的碳化物呈连续链状分布,碳化物析出程度最高,位错密度最高,为1.08×10^(15)m^(-2)。先磁场后脱敏处理合金的抗拉强度与屈服强度最高,分别为657.39,320.47 MPa,断后伸长率为45.78%。磁-热能场复合处理可提升Inconel 690合金的热导率;先磁场后脱敏处理合金的热导率最大,为18.09 W·m^(-1)·K^(-1),较单级脱敏处理提高了15.36%,导热性能最好。 展开更多
关键词 Inconel 690合金 磁-热能场时序匹配 导热性能 碳化物析出 晶粒尺寸
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新型锆合金包壳管的内压爆破断裂机制
13
作者 何勇 廖京京 +2 位作者 许江涛 洪晓峰 杨忠波 《机械工程材料》 北大核心 2026年第3期96-100,108,共6页
利用恒温升压爆破装置系统,对某新型锆合金包壳管开展室温以及300~450℃高温内压爆破试验,研究了包壳管的内压爆破性能及其断裂机制。结果表明:随温度升高,锆合金包壳管的内压爆破强度和屈服强度降低,环向延伸率升高;在350~380℃范围内... 利用恒温升压爆破装置系统,对某新型锆合金包壳管开展室温以及300~450℃高温内压爆破试验,研究了包壳管的内压爆破性能及其断裂机制。结果表明:随温度升高,锆合金包壳管的内压爆破强度和屈服强度降低,环向延伸率升高;在350~380℃范围内,强度和环向延伸率的变化趋势变缓,这与包壳管发生动态应变时效有关,此时组织中出现位错胞结构。包壳管的内压爆破断裂形式为轴向拉伸断裂(I型断裂)和径向剪切撕裂(Ⅲ型断裂)的混合断裂。随着温度升高,轴向裂纹断口中的韧窝由抛物线型转变为粗大等轴型,最终又转变为抛物线型,而径向裂纹断口中的剪切撕裂型拉长韧窝由撕裂棱突出的粗大韧窝转变为分布密集的细小韧窝。 展开更多
关键词 新型锆合金 内压爆破 动态应变时效 爆破强度 断裂机制
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高温反应堆用镍基合金辐照性能的研究进展及改性方向研究
14
作者 王优 林基伟 +1 位作者 王晨 卢俊强 《材料导报》 北大核心 2026年第6期126-133,共8页
本文深入分析了镍基合金在高温反应堆环境下的耐辐照损伤机制,包括辐照肿胀、辐照脆化和辐照硬化等问题。通过综合分析合金成分、制造工艺以及辐照环境因素,提出了一系列改性策略,旨在提高镍基合金的抗辐照性能。这些策略包括精确调控... 本文深入分析了镍基合金在高温反应堆环境下的耐辐照损伤机制,包括辐照肿胀、辐照脆化和辐照硬化等问题。通过综合分析合金成分、制造工艺以及辐照环境因素,提出了一系列改性策略,旨在提高镍基合金的抗辐照性能。这些策略包括精确调控合金成分以减少氦原子的生成、优化制造工艺以抑制氦泡的聚集与长大、以及避免溶质元素和缺陷的晶界偏析。研究还探讨了引入第二相颗粒,如碳化物和氧化物,以有效捕获和钉扎氦泡,减少氦脆风险。此外,通过高温退火处理降低材料内部应力和缺陷,进一步增强了材料的抗辐照性能。这些研究成果为开发适用于高温反应堆的高性能核用镍基合金提供了重要的理论依据和技术支持,对于确保核反应堆的安全、稳定和长期运行具有重要意义。 展开更多
关键词 高温反应堆 镍基合金 辐照脆化 改性方向
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静水压应变下镍铁单相固溶体合金辐照级联碰撞过程模拟
15
作者 陈畅畅 李晔 +1 位作者 蒋尚廷 王新林 《低碳世界》 2026年第2期175-177,共3页
结合分子动力学研究静水压应变下镍铁单相固溶体合金的辐照级联碰撞过程。采用包含256 000个原子的晶胞,通过嵌入原子势描述原子之间的相互作用,模拟5 keV初级离位原子沿<135>方向入射引发点缺陷演化。研究发现:级联碰撞产生的空... 结合分子动力学研究静水压应变下镍铁单相固溶体合金的辐照级联碰撞过程。采用包含256 000个原子的晶胞,通过嵌入原子势描述原子之间的相互作用,模拟5 keV初级离位原子沿<135>方向入射引发点缺陷演化。研究发现:级联碰撞产生的空位数迅速达到峰值,点缺陷复合后空位数减少,最终达到稳定状态;静水压应变影响点缺陷峰值数,点缺陷峰值数在拉伸应变下增加,在压缩应变下减少;随着镍铁单相固溶体合金中铁质量分数提升,点缺陷峰值数显著减少;静水压应变和铁质量分数对最终点缺陷留存数影响很小。 展开更多
关键词 静水压应变 单相固溶体合金 分子动力学 点缺陷
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基于有限元法的HT-9钢夏比冲击上平台能量尺寸效应研究
16
作者 管浩扬 王瀚霄 +2 位作者 孙璐 龚翱翔 佟振峰 《原子能科学技术》 北大核心 2026年第2期387-396,共10页
针对不同尺寸夏比冲击实验数据因存在尺寸效应而不能直接比较的现状,基于铁素体/马氏体钢HT-9单轴拉伸实验与有限元逆运算构建了Johnson-Cook(J-C)本构模型和失效模型,并标定了模型参数。开展了标准尺寸试样和KLST小尺寸夏比-V型缺口试... 针对不同尺寸夏比冲击实验数据因存在尺寸效应而不能直接比较的现状,基于铁素体/马氏体钢HT-9单轴拉伸实验与有限元逆运算构建了Johnson-Cook(J-C)本构模型和失效模型,并标定了模型参数。开展了标准尺寸试样和KLST小尺寸夏比-V型缺口试样的断裂性能测试,采用双曲正切函数拟合韧脆转变曲线,分析尺寸改变对材料断裂性能的影响。结果发现:韧脆转变温度(DBTT)随试样尺寸的减小而下降,材料的抗冲击能力随着尺寸的减小而加强。采用模拟方法研究尺寸变化对夏比-V型缺口试样的三维约束和上平台能量(USE)的影响,并建立了不同尺寸冲击试样的USE和DBTT归一化模型,预测值与实验值的相对偏差在5%以内,表明基于有限元数值模拟研究夏比冲击尺寸效应具有准确、高效的优势。 展开更多
关键词 铁素体/马氏体钢HT-9 夏比冲击实验 尺寸效应 Jonhnson-Cook模型
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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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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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低铼钼合金管双轴应力下的微观组织演变研究 被引量：2
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作者 姜玮 王卫军 +3 位作者 张国栋 雷华桢 杨文 高进 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第3期677-682,共6页
为了获得低铼钼合金管在高温双轴应力作用下的变形机制,研究了低铼钼合金管在1350 K、双轴应力(环向应力分别为36 MPa和60 MPa)下的微观组织演变过程。通过EBSD、TEM、XRD和EDS对双轴应力实验前后的低铼钼合金管样品进行对比分析,获得... 为了获得低铼钼合金管在高温双轴应力作用下的变形机制,研究了低铼钼合金管在1350 K、双轴应力(环向应力分别为36 MPa和60 MPa)下的微观组织演变过程。通过EBSD、TEM、XRD和EDS对双轴应力实验前后的低铼钼合金管样品进行对比分析,获得了样品晶粒尺寸、晶体取向、晶胞参数和位错等特征变化,推测了其变形机制与微观组织演变过程。研究结果表明,原材料去应力退火态微观组织为柱状晶粒,且沿轴向具有<101>方向性;环向应力36 MPa样品在环向变形量达8%过程中,晶体结构发生再结晶与晶粒长大,并失去<101>方向性,变形机制以位错滑移和晶界滑移为主;环向应力60 MPa样品在环向变形量达19%过程中,部分晶粒发生再结晶,部分晶粒发生大量变形并失去结晶性,除此之外,变形机制还包含晶界滑移。 展开更多
关键词 低铼钼合金 双轴应力 再结晶 变形机制
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成品轧制和退火对锆合金管材微观组织及力学性能的影响 被引量：1
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作者 程竹青 易伟 +2 位作者 王朋飞 杨忠波 贾玉振 《核动力工程》 北大核心 2025年第S2期136-140,共5页
成品轧制和退火是锆合金管材制造工艺过程中最重要的工序之一,控制着成品管材的显微组织、织构和氢化物取向,进而影响材料的服役性能。通过设置不同的成品轧制工艺参数,制备了不同工艺的锆合金管材,进而对其微观组织及力学性能进行了研... 成品轧制和退火是锆合金管材制造工艺过程中最重要的工序之一,控制着成品管材的显微组织、织构和氢化物取向,进而影响材料的服役性能。通过设置不同的成品轧制工艺参数,制备了不同工艺的锆合金管材,进而对其微观组织及力学性能进行了研究。结果表明,锆合金管材成品轧制时的Q值(管壁变形量与直径变形量的比值)决定了织构取向,Q值越大,径向织构取向因子越大,有利于氢化物沿周向析出分布。不同成品轧制工艺参数制备的锆合金管材经再结晶退火后,室温拉伸性能基本相当,315℃高温拉伸性能存在差别,主要与管材的晶界类型、滑移系数量有关。成品轧制时的轧制速度和送进量会影响管材的织构,但对管材的强度和塑性影响不大。相关研究结果可为锆合金管材的加工工艺参数制定和优化提供借鉴。 展开更多
关键词 成品轧制 退火 织构 力学性能
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