Прогнозирование трещиностойкости корпусной реакторной стали на основе концепции “Master curve” и вероятностной модели

Abstract

На основе вероятностной модели и "Master curve’’-подхода выполнено прогнозирование температурной зависимости трещиностойкости при хрупком разрушении корпусной реакторной стали 15Х2НМФА в исходном и сильно охрупченном состоянии по результатам испытаний образцов типа Шарпи с трещиной на трещиностойкость при некоторой одной температуре. Сопоставление кривых KIc(T) для стали в исходном состоянии, рассчитанных на основе вероятностной модели и "Master curve’’-подхода, показало их хорошее соответствие. При испытании компактных образцов 2Т-СТ из стали в охрупченном состоянии в широком диапазоне температур получены экспериментальные значения трещиностойкости, которые сопоставляли с расчетными кривыми KIc(T). Показано, что для охрупченной стали кривая KIc(T),рассчитанная согласно "Master curve’’-подходу, не описывает экспериментальные результаты адекватно, в то время как соответствие между экспериментальными данными по трещиностойкости и кривыми KIc(T), рассчитанными по вероятностной модели, хорошее.

На основі імовірнісної моделі і “Master curve’’-підходу виконано прогнозування температурної залежності тріщиностійкості при крихкому руйнуванні корпусної реакторної сталі 15Х2НМФА в початковому і сильно окрих- чуваному стані за результатами випробувань зразків типу Шарпі з тріщиною на тріщиностійкість за деякої однієї температури. Зіставлення кривих KІс(T), отриманих за цими підходами, показало їхню хорошу відповідність. При випробуванні компактних зразків 2Т-СТ зі сталі в окрихчуваному стані отримано експериментальні значення тріщиностійкості в широкому діапазоні температур, які зіставляли з розрахунковими кривими KIc(T). Показано, що для окрихчуваної сталі крива Klc(T ), розрахована на основі “Master curve’’-підходу, не описує експериментальні результати адекватно, в той час як відповідність експериментальних даних по тріщиностійкості і кривих KIc(T), розрахованих за імовірнісною моделлю, добра.

On the basis of a probabilistic model and “Master Curve” approach we perform prediction of the brittle fracture-toughness temperature dependence of 15Kh2NMFA reactor pressure-vessel steel in the initial and high-embrittled states. Calculations of the KIc(T) curve have been carried out using these approaches on the basis of the results of fracture toughness testing of precracked Charpy specimens at some (single) temperature. The KIc(T) curves for the initial state calculated with the Master Curve approach and the probabilistic model are compared and their good agreement is shown. Experimental values of the fracture toughness have been obtained for the embrittled 15Kh2NMFA steel through testing compact-tension 2T-CT specimens over a wide temperature range. We compared the calculated KIc(T) curves for the embrittled steel with the corresponding test results. It is shown that the KIc(T) curve for the embrittled steel calculated in accordance with the Master curve approach does not describe the experimental data adequately At the same time, the agreement of the experimental data on fracture toughness and the KIc(T) curves calculated by the probabilistic model is good.