[發明專利]一種夏比沖擊試樣重組技術中最小插入段尺寸的判斷方法

在審

• 申請號: 201410060019.5
• 申請日: 2014-02-24
• 公開（公告）號: CN103870679A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 王榮山;彭嘯;黃平;劉向兵;萬強茂;呂峰;陳明亞;徐超亮;錢王潔;范念青
• 申請（專利權）人: 蘇州熱工研究院有限公司;中國廣核集團有限公司
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00;G21C17/00
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 項麗

技術領域

本發明屬于夏比沖擊試樣重組技術領域，具體涉及一種夏比沖擊試樣重組技術中最小插入段尺寸的判斷方法。

背景技術

目前核電站反應堆壓力容器（RPV）的輻照監督主要是通過定期取出輻照監督管，對其中所放置的力學性能測試試樣、溫度測試裝置和劑量測試裝置進行測試與評估，以確定RPV材料的輻照脆化狀況和運行環境。為了充分利用輻照監督管內的有限試樣，試樣重組技術被開發用來將破斷的試樣通過焊接重組成新的試樣，從而獲取更多的數據以提高試驗結果的精度。

現有試樣重組技術實施方法采用申請號為89100546.3的中國發明專利公開的方法，如圖1所示，該專利通過對破斷的夏比沖擊試樣1’兩端分別焊上支承桿2’，組成一個新的標準試樣的方法來增加試樣數量，從而提高試驗數據可靠性。現有技術通常使用螺柱電弧焊、電子束焊接或其他焊接方式來實現試樣的重組過程。由于破斷的試樣尺寸有限，為盡可能重組更多的試樣，有必要確定不影響材料性能的最小插入段尺寸。目前，最小插入段尺寸評價的確定方法主要采用如下公式（1）：

W_a,min>W_loss+2(W_p+max{W_HAZ,W_ANL})???（1）

其中，W_a,min是最小插入段尺寸寬度，W_loss是指由于焊接所損失的寬度，W_p是沖擊試驗過程產生的塑性區寬度，W_HAZ是熱影響區寬度，W_ANL是熱回復區寬度，見圖1。然而這一方法不能判斷重組前后的試樣性能是否發生了變化，如果重組后的試樣與重組前存在顯著性差異，則利用該方法得到的最小插入段尺寸就沒有意義，不能用于輻照監督。

發明內容

本發明目的是為了克服現有技術的不足而提供一種夏比沖擊試樣重組技術中不會使重組前后試樣性能產生差異性的最小插入段尺寸的判斷方法。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：一種夏比沖擊試樣重組技術中最小插入段尺寸的判斷方法，它包括以下步驟：

（a）根據夏比沖擊試樣的材料種類選擇覆蓋上平臺和下平臺區間的n個溫度點對原始試樣進行夏比沖擊試驗得到破斷試樣，并分別繪制吸收功-溫度回歸曲線、剪切面積百分比-溫度回歸曲線，根據吸收功-溫度回歸曲線得到夏比沖擊試樣的下平臺能量值、上平臺能量值、吸收功-溫度回歸曲線轉變溫度、第一擬合參數，根據剪切面積百分比-溫度回歸曲線得到第二擬合參數；

（b）測量處于吸收功-溫度回歸曲線上平臺區域的夏比沖擊試樣維氏硬度值，并以該試樣的端部定位，以該試樣的中心部位為原點、離中心部位的距離為橫坐標、硬度為縱坐標繪制硬度-距離曲線，定義硬度-距離曲線中試樣硬度平均值10%增量范圍為塑性區邊界，即為W_p；

（c）從所述破斷試樣端部切取兩段5mm以上試驗段進行焊接，焊接時在焊接區域間隔相同距離布置熱電偶監控點，實時監測焊接過程中的溫度變化得到W_ANL；

（d）對焊接塊進行金相觀察和硬度測試，以金相觀察到的熱影響區寬度和硬度測試的熱影響區寬度中的大者為W_HAZ，根據焊接方式的不同確定W_loss，并通過下述公式（1）確定W_a，_min的下限值：

W_a,min≥W_loss+2(W_p+max{W_HAZ,W_ANL})???（1）；

（e）在破斷試樣上切取不低于W_a，min的插入段，在插入段兩端焊接上兩個支承桿接長到標準長度，并在其中心部位加工缺口得重組試樣，對重組試樣重復步驟（a）的操作得到重組試樣的下平臺能量值、上平臺能量值、轉變溫度、第一擬合參數和第二擬合參數；

（f）根據步驟（a）和步驟（e）中所述的下平臺能量值、上平臺能量值、吸收功-溫度回歸曲線轉變溫度、第一擬合參數和第二擬合參數，利用下述公式（2）、公式（3）分別確定所述夏比沖擊試樣和重組試樣的性能特征參數：沖擊吸收功為41焦耳時的試驗溫度T_41J、沖擊吸收功為56焦耳時的試驗溫度T_56J、斷口纖維率C為50%的轉變溫度FATT及上平臺能USE，其中上平臺能USE在數值上與A2相等，