12Х18Н10Т сәулеленген болатты «құрғақ» ПЯО сақтау кезіндегі температуралық аралықта пластикалық деформация орнату процесстері
DOI:
https://doi.org/10.26577/RCPh.2024.v91.i4.a5Кілттік сөздер:
аустениттік болат, пластикалық, аккомодация, фрактография, микроқұрылымАннотация
Бұл жұмыста 12Х18Н10Т маркалы тот баспайтын аустенитті болат үлгілерінің 24 °С, 350 °С және 450 °С температураларда қысқа мерзімді механикалық сынақтарға ұшырағаннан кейінгі бұзылу беттерін жан-жақты зерттеу нәтижелері ұсынылған. Зерттеу үшін үлгілер БН-350 реакторының жұмыс істеп болған ядролық отынынан жасалған.
Зерттеу көп деңгейлі физикалық мезомеханика тәсілі аясында жүргізіліп, материалда әртүрлі температуралық режимдерде болатын күрделі процестерді тереңірек түсінуге мүмкіндік берді. Атап айтқанда, сынау температурасының жоғарылауымен болаттың пластикалығының өзгеруі мұқият талданды және бұл параметрдің деформацияның локализациялану жағдайларына маңызды тәуелділігі анықталды. Сынау температурасының жоғарылауымен пластиканың төмендеуі деформация локализациялану аймақтарында кернеулердің квазибіркелкі таралуымен байланысты екені көрсетілді. Бұл кернеудің локализацияланған концентрация аймақтары материалдың кеуектілігінің артуына әкелген процестерден туындаған, бұл өз кезегінде айналмалы типтегі бейімделу процестерімен байланысты болды.
Осылайша, зерттеу материал құрылымындағы жергілікті өзгерістерді ескеру маңыздылығын көрсетті, олар пайдалану шарттары өзгерген кезде оның механикалық қасиеттеріне айтарлықтай әсер етуі мүмкін. Алынған нәтижелер экстремалды жағдайларда қолданылатын аустенитті болаттарда болатын процестерді тереңірек түсінуге және ядролық және басқа да жоғары жүктемелі жүйелерде қолдануға арналған сенімдірек материалдарды әзірлеуге ықпал етуі мүмкін.
Библиографиялық сілтемелер
Konarski P., Cozzo C., Khvostov G., Ferroukhi H. Spent nuclear fuel in dry storage conditions – current trends in fuel performance modeling // Journal of Nuclear Materials. – 2021. – Vol. 555. – Art.No. 153138. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2021.153138
Poinssot C., Toulhoat P., Gras J.-M., Vitorge P. Long term evolution of spent nuclear fuel in long term storage or geological disposal. New findings from the French PRECCI R&D program and implications for the definition of the RN source term in geological repository // Journal of Nuclear Science and Technology. – 2014. – Vol. 39. – P. 473-476. https://doi.org/10.1080/00223131.2002.10875509
Was G. S., Fundamentals of Radiation Materials Science: Metals and Alloys. Second Edition. – Springer New York, 2017.
Metals Handbook: Fractography and Atlas of Fractographs. Volume 9 (8th Edition). – American Society for Metals, 1974.
Балтер М.А., Любченко А.П., Аксенова С.И., Фрактография - средство диагностики разрушенных деталей. – М.: Машиностроение, 1987.
Metals Handbook: Fractography. Volume 12 (9th edition). – ASM International, 1987.
Dikov A.S., Chernov I.I., Kislitsin S.B. Influence of the Test Temperature on the Creep Rate of 0.12C18Cr10NiTi Structural Steel Irradiated in the BN-350 Reactor // Inorganic Materials: Applied Research. – 2018. – Vol. 9(3). – P. 357–360.
Матвиенко Ю.Г., Модели и критерии механики разрушения. – М.: Физматлит, 2006.
Merezhko M. S., Maksimkin O. P., Merezhko D. A., Shaimerdenov A. A., Short M. P. Parameters of Necking Onset during Deformation of Chromium–Nickel Steel Irradiated by Neutrons // The Physics of Metals and Metallography. – 2019. – Vol. 120(7). – P. 716-721.
Jia Xi., Hao K., Luo Zh., Fan Zh. Plastic Deformation Behavior of Metal Materials: A Review of Constitutive Models //Metals. – 2022. – Vol.12. – P. 2077.
Macek W., Robak G., Żak K., Branco R. Fracture surface topography investigation and fatigue life assessment of notched austenitic steel specimens // Engineering Failure Analysis. – 2022. – Vol.135. – Art.No.106121.
Sun Y.T., Kong X., Wang Z.B. Superior mechanical properties and deformation mechanisms of a 304 stainless steel plate with gradient nanostructure // International Journal of Plasticity. – 2022. – Vol.155. – Art.No.103336. https://doi.org/10.1016/j.ijplas.2022.103336
Panin V.E., Polyakov V.V., Syrov G.V. Evolution of mechanisms of plastic deformation in porous metals // Russ Phys J. – 1996. – No.39. – P. 92–96. https://doi.org/10.1007/BF02069250
Liu F., Fa T., Chen P.H., Wang J. T. Steady-state characteristics of fcc pure metals processed by severe plastic deformation: experiments and modelling // Philosophical Magazine A. – 2020. – Vol.100. – P. 62-83. https://doi.org/10.1080/14786435.2019.1671621.
Liu H., Hu R., Xia X., Yu S. Texture Evolution and Plastic Deformation Mechanism of Cold-Drawn Co-Cr-Ni-Mo Alloy // Metals. – 2024. – Vol.14(6). – P.642. https://doi.org/10.3390/met14060642
Панин Е.В., Лихачев В.А., Гриняев Ю.В., Структурные уровни деформации твердых тел. – Н.: Наука, 1985.
Рыбин В.В., Большие пластические деформации и разрушение металлов. – М.: Металлургия, 1986.
Ask A., Forest S., Appolaire B., Ammar K. A Cosserat-phase-field theory of crystal plasticity and grain boundary migration at finite deformation // Continuum Mech. Thermodyn. – 2019. – Vol.31. – P. 1109-1141.
Fressengeas C., Upadhyay M.V. A continuum model for slip transfer at grain boundaries // Adv. Model. and Simul. in Eng. Sci. – 2020. – Vol.7. – Art. No.12. https://doi.org/10.1186/s40323-020-00145-6
He J., Admal N. Ch. Polycrystal plasticity with grain boundary evolution: a numerically efficient dislocation-based diffuse-interface model // Modelling Simul. Mater. Sci. Eng.– 2022. – Vol.30. – Art.No. 025006. https://doi.org/10.1088/1361-651X/ac2f84
Cappola J., Wang J., Li L. A dislocation-density-based crystal plasticity model for FCC nanocrystalline metals incorporating thermally-activated depinning from grain boundaries // International Journal of Plasticity. – 2024. – Vol.172. – Art.No. 103863. https://doi.org/10.1016/j.ijplas.2023.103863
Останина Т.В., Швейкин А.И., Трусов П.В. Измельчение зеренной структуры металлов и сплавов при интенсивном пластическом деформировании: экспериментальные данные и анализ механизмов // Вестник ПНИПУ. МЕХАНИКА. – 2020. – No.2. – P. 85-111. https://doi.org/10.15593/perm.mech/2020.2.08
Neverov V.V., Zhitnikov P.P. Rotations of material in the shearing plastic deformation of thin layers // Soviet Physics Journal. – 1989. – No.32. – P. 140–143.
Chen B., Zhu L., Xin Y., Lei J. Grain Rotation in Plastic Deformation // Quantum Beam Science. – 2019. – Vol.3(3). – P. 17. https://doi.org/10.3390/qubs3030017
Zhou Y., Wu W., Li J. Heterostructures impacting deformation strengthening processes in QP steels: Investigating the interplay of grain rotation, slip transfer, and back stress strengthening // Journal of Materials Research and Technology. – 2024. –Vol.29. – P. 5340-5353. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2024.02.225
