Use of a Semi-Mechanistic Analytical Model to Analyze Radiation Embrittlement of Model Alloys: Cu and P Effects

Abstract

We performed analysis of the basic mechanism of radiation embrittlement of steels and weld seams with account of the direct matrix fracture, precipitation and segregation of chemical elements. A model is proposed, which describes matrix fracture due to its neutron bombardment and for 11 model alloys provides an accurate description of the processes of primary embrittlement and re-embrittlement after scheduled heat treatment (annealing). The distinctive features of the proposed model are a possibility of explaining the embrittlement processes before and after annealing for alloys with low (or zero) Ni content and its applicability to the analysis of operational behavior of WWER materials.

Выполнен анализ основного механизма радиационного охрупчивания сталей и сварных швов с учетом разрушения матрицы материала, осаждения и выделения химических элементов. Предложена модель разрушения матрицы вследствие нейтронной бомбардировки, что позволяет достаточно точно описать для 11 модельных сплавов процессы первичного и вторичного охрупчивания после плановой термообработки (отпуск). Особенностью модели является возможность объяснения отличий между процессами охрупчивания до и после отпуска сплавов с малым (или нулевым) содержанием никеля, что позоляет использовать ее для анализа поведения материалов, используемых в реакторах ВВЭР, при эксплуатации.

Виконано аналіз механізму радіаційного окрихчення сталей та зварних швів з урахуванням руйнування матриці матеріалу, осадження і виділення хімічних елементів. Запропоновано модель руйнування матриці унаслідок нейтронного бомбардування, що дозволяє достатньо точно описати для 11 модельних сплавів процеси первинного і вторинного окрихчення після планової термообробки (відпуск). Особливістю моделі є можливість пояснити відмінності між процесами окрихчення до і після відпуску сплавів із малим (або нульовим) вмістом нікелю, що дозволяє проводити аналіз поведінки матеріалів для реакторів ВВЕР при експлуатації.