本项目利用机械预应变和脆化热处理相结合的复合脆化处理方法模拟研究不同的中子辐照量对压力容器钢的显微组织和韧脆转变温度的定量影响。研究不同预应变量与晶体结构变化间的关系、不同脆化处理时间所导致的晶界化学成分变化规律和机理;探讨断裂模型与处理方法之间的关系;分析比较中子辐照与复合脆化处理后的材料微观组织结构的演变(晶粒间位相差与晶界偏析的关系、杂质元素扩散和铜原子析出的机理等)及其对材料性能的影响,从而为利用复合脆化处理方法并结合核反应堆的服役条件,来进行核压力容器服役寿命的预测、结构整体性及安全可靠性的评估等提供科学理论依据。
由于中子辐照脆化而造成的核反应堆压力容器(RPV)钢性能的退化严重威胁着核电站的安全和寿命。本研究通过热处理和预应变的复合脆化方式,来模拟RPV钢组织和力学性能的中子辐射脆化效应。在实验中,本研究综合利用了光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、电子探针分析(EPMA)以及能谱仪(EDX)来研究本实验所采用的复合脆化对材料组织演变的影响;并通过拉伸实验和摆式V形缺口冲击韧性实验研究了由复合脆化导致的材料力学性能的变化。最后,对比了实际核反应堆压力容器钢在服役中的一些性能变化数据,发现通过热处理和预应变结合这样的复合脆化模式,经过合理的组合,就能很好地模拟中子辐照下钢显微亚结构的演变规律及其性能退化规律,同时本文还给出了某中子辐照剂量下的最佳的热处理和预应变的组合.