Page 29 - 《爆炸与冲击》2026年第10期
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第 46 卷 叶想平,等: 辐照-预应力和冲击耦合作用下金属硬化和脆化规律与微观机理实验研究进展 第 10 期
澄清位错通道与辐照脆化之间的充分必要关系;中子辐照高熵合金等新材料的硬化和脆化行为与机理
实验研究还亟待加强。
(2) 辐照粒子种类、能谱、通量等引起的辐照剂量率效应能够复杂地影响金属的硬化行为,但辐照剂
量率对金属硬化和脆化规律与机理研究还亟待深入,特别是基于不同辐照剂量率的实验结果,等效评估
目标反应堆实际工况剂量率条件下材料硬化和脆化行为的量化方法还亟待研究,这对于现有反应堆延
寿和第四代反应堆和聚变堆等的研发均具有重要意义。
(3) 预应力不仅提高辐照缺陷数密度,还会诱导缺陷外法向沿预应力方向择优取向性分布,这可能
是预拉伸应力延缓辐照硬化和脆化的微观机制;但中子辐照预应力金属的硬化和脆化规律与微观机理
研究才刚起步,亟需强化反应堆用结构金属在真实预应力状态下中子辐照后的硬化和脆化规律及其机
理研究。
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(4) 加载应变率进一步强化金属的辐照硬化和脆化效应,但由于异常瞬态冲击应变率(10 ~10 s )
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条件下中子辐照金属动力学实验技术的匮乏,应变率和中子辐照耦合作用对反应堆用金属硬化和脆化
规律与机理的实验研究还极不充分,中子辐照金属的动力学实验技术还亟待发展与完善。
(5) 目前绝大部分研究仅关注辐照金属的硬化和脆化规律与机理,少量研究考虑了辐照-预应力或辐
照-应变率的耦合效应,亟待开展辐照-预应力和应变率耦合对金属硬化和脆化规律与机理的实验研究,
尤其是三者耦合作用下反应堆用结构金属的硬化和脆化行为实验研究亟待加强。
参考文献:
[1] RSEM. In-service inspection rules for the mechanical components of PWR nuclear islands, Addendum 2005 [R]. France:
French Society for Design, 2005.
[2] DE VRIES P C, PAUTASSO G, HUMPHREYS D, et al. Requirements for triggering the ITER disruption mitigation
system [J]. Fusion Science and Technology, 2016, 69(2): 471–484. DOI: 10.13182/fst15-176.
[3] 中国核能行业协会, 中核战略规划研究总院有限公司, 中智科学技术评价研究中心. 中国核能发展报告: 2024 [R]. 北京:
社会科学文献出版社, 2024.
[4] ZINKLE S J, WAS G S. Materials challenges in nuclear energy [J]. Acta Materialia, 2013, 61(3): 735–758. DOI: 10.1016/
j.actamat.2012.11.004.
[5] 肖厦子, 宋定坤, 楚海建, 等. 金属材料力学性能的辐照硬化效应 [J]. 力学进展, 2015, 45(1): 141–178. DOI: 10.6052/
1000-0992-14-071.
XIAO X Z, SONG D K, CHU H J, et al. Irradiation hardening for metallic materials [J]. Advances in Mechanics, 2015,
45(1): 141–178. DOI: 10.6052/1000-0992-14-071.
[6] CHEN Z A, WANG L Y, CHAO Y J, et al. A constraint-equivalent approach for assessing fracture toughness of RPV steels
under neutron irradiation [J]. Nuclear Engineering and Design, 2012, 250: 53–59. DOI: 10.1016/j.nucengdes.2012.05.037.
[7] SINGH B N, EDWARDS D J, TOFT P. Effect of neutron irradiation and post-irradiation annealing on microstructure and
mechanical properties of OFHC-copper [J]. Journal of Nuclear Materials, 2001, 299(3): 205–218. DOI: 10.1016/S0022-
3115(01)00698-5.
[8] ILCHUK N, SPÄTIG P, ODETTE G R. Fracture toughness characterization in the lower transition of neutron irradiated
Eurofer97 steel [J]. Journal of Nuclear Materials, 2013, 442(1/2/3): S58–S61. DOI: 10.1016/j.jnucmat.2013.01.002.
[9] ODETTE G R, ALINGER M J, WIRTH B D. Recent developments in irradiation-resistant steels [J]. Annual Review of
Materials Research, 2008, 38(1): 471–503. DOI: 10.1146/annurev.matsci.38.060407.130315.
[10] JEAC. Nuclear reactor pressure vessel structural material surveillance test method: JEAC 4201 [R]. JEAC, 1991.
[11] 王荣山, 徐超亮, 黄平, 等. 反应堆压力容器钢的辐照脆化预测模型研究 [J]. 原子能科学技术, 2014, 48(10): 1862–1866.
DOI: 10.7538/yzk.2014.48.10.1862.
WANG R S, XU C L, HUANG P, et al. Study on prediction model of irradiation embrittlement for reactor pressure vessel
steel [J]. Atomic Energy Science and Technology, 2014, 48(10): 1862–1866. DOI: 10.7538/yzk.2014.48.10.1862.
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