О возможности определения сопротивления хрупкому разрушению ферритно-мартенситных сталей по результатам испытаний образцов после ионного облучения

Рассмотрена возможность определения сопротивления хрупкому разрушению (СХР) облученного в ионном ускорителе металла по результатам механических испытаний дисковых образцов. С целью оценки влияния ионного облучения на металл проведены испытания дисковых образцов в исходном и облученном состояниях путем их механического нагружения вплоть до разрушения, а также измерения микротвердости металла до и после облучения. Установлено, что микротвердость облученного металла значительно выше, чем необлученного. В то же время показано, что испытания образцов не позволяют оценить СХР облученного металла, так как разрушающие нагрузки в обоих случаях оказались практически одинаковыми. Проведенные расчеты и электронно-микроскопические исследования позволили предложить гипотезу вероятной причины полученных экспериментальных результатов. Предложено СХР облученного ионами металла оценивать по результатам измерения микротвердости.

1. Interactions of Ions with Matter: SRIM – The Stopping and Range of Ions in Matter [Электронный ресурс] // Режим доступа: http://www.srim.org (дата обращения: 10.05.2023).

2. Busby J. T., Hash M. C., Was G. S. The relationship between hardness and yield stress in irradiated austenitic and ferritic steels // Journ. Nucl. Materials. – 2005. – V. 336. – P. 267–278.

3. РД ЭО 0027. Инструкция по определению механических свойств металлов оборудования атомных станций безобразцовыми методами по характеристикам твердости. – Росэнергоатом, 2005.

4. Margolin B., Fomenko V., Shvetsova V., Yurchenko E. On the link of the embrittlement mechanisms and microcrack nucleation and propagation properties for RPV steels. Part I. Materials, study strategy and deformation properties // Engineering Fracture Mechanics. – 2022. – V. 267. – Art. 08400.

5. Margolin B., FomenkoV., Shvetsova V., Yurchenko E. On the link of the embrittlement mechanisms and microcrack nucleation and propagation properties for RPV steels. Part II. Fracture properties and modelling // Engineering Fracture Mechanics. – 2022. – V. 270. – Art. 108556.

6. Margolin B. Z., Shvetsova V. A., Gulenko A. G. Radiation embrittlement modelling in multiscale approach to brittle fracture of RPV steels // Int. J. Fract. – 2013. – V. 179. – P. 87–108.

7. Margolin B. Z., Yurchenko E. V., Morozov A. M., Pirogova N. E., Brumovsky M. Analysis of a link of embrittlement mechanisms and neutron flux effect as applied to reactor pressure vessel materials of WWER // J. Nucl. Mate. – 2013. – V. 434. – P. 347–356.

8. Margolin B. Z., Shvetsova V. A., Gulenko A. G., Kostylev V. I. Prometey local approach to brittle fracture: development and application // EFM. – 2008. – V. 75. – P. 3483–3498.

9. Margolin B. Z., Shvetsova V. A., Gulenko A. G., Kostylev V. I. Application of a new cleavage fracture criterion for fracture toughness prediction for RPV steels // Fatigue Fract Eng Mater Struct. – 2006. – N 29(9). – P. 697–713.

10. Margolin B. Z., Gulenko A. G., Fomenko V. N., Kostylev V. I., Shvetsova V. A. Further improvement of the Prometey model and unified curve method. Part 1. Improvement of the Prometey model // EFM. – 2017. – V. 182. – P. 383–402.

11. Hahn G.T., Averbach B.L., Owen W.S., Cohen M., Initiation of Cleavage Microcracks in Polycrystalline Iron and Steel. – MIT Press, Cambridge, Mass, and Wiley, New York, 1959. – P. 91–116.

12. Stroh A. N. The Formation of Cracks as a Result of Plastic Flow // Proc. Roy. Soc. (London). A223. – 1954. – P. 404–414.

13. Stroh A. N. The Formation of Cracks in Plastic Flow II // Proc.Roy. Soc. (London), A232. – 1955. – P. 548–560.