高温水环境中镍基合金应力腐蚀开裂速率定量预测模型研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    11072191
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    38.0万
  • 负责人：
    薛河
  • 依托单位：
    西安科技大学
  • 学科分类：
    A0802.固体强度、损伤、断裂与疲劳
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2010
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2011-01-01 至2013-12-31

项目摘要

应力腐蚀开裂是裂尖腐蚀介质、材料性质和力学状态三方面因素共同作用下裂纹慢速稳态扩展的过程，定量预测核电站高温水环境中奥氏体不锈钢及镍基合金应力腐蚀开裂速率是核电设备长期安全运行的关键问题之一。实验表明应力腐蚀裂尖区存在一个窄宽沟型裂纹，本项目拟在分析比较塑性材料应力腐蚀裂纹尖端与纯机械裂纹尖端区域形貌特征及应力应变场异同的基础上，研究裂尖力学参量从裂尖金属氧化膜破裂，到电化学阳极反应造成裂尖金属成为离子析出，而形成窄宽沟型扩展裂纹，再到裂纹两侧有效应力消失促使氧化膜再生成的这一反复循环过程中的作用。提出核电站高温水环境中奥氏体不锈钢和镍基合金应力腐蚀开裂扩展速率定量预测模型(FRI模型)修改建议，建立新的预测模型。为提高核电站高温水环境中奥氏体不锈钢及镍基合金应力腐蚀开裂扩展速率定量预测能力和实验结果数据质量及进一步开展核电关键材料与结构应力腐蚀开裂定量预测理论和实验研究奠定基础。

结项摘要

应力腐蚀开裂(SCC)是裂尖腐蚀环境、材料和力学状态三方面因素共同作用下裂纹慢速稳态扩展的过程，定量预测核电站高温水环境中奥氏体不锈钢及镍基合金SCC速率是核电设备长期安全运行的关键问题之一。为了有效地解决这一重大工程问题，本项目在分析比较高温水环境核电关键材料应力腐蚀裂纹尖端与纯机械裂纹尖端区域形貌特征及应力应变场异同的基础上，详细研究了相关材料SCC裂尖力学参量从裂尖金属氧化膜破裂，到电化学阳极反应造成裂尖金属成为离子析出，而形成窄宽沟型扩展裂纹，再到裂纹两侧有效应力消失促使氧化膜再生成的这一反复循环过程中的作用，并从机理上分析了现有的各种核电材料SCC扩展速率定量预测模型。进而，在针对SCC裂尖表征力学参量深入研究的基础上，提出了基于SCC裂尖金属高温蠕变与裂尖应变率相结合的理论预测模型，以及基于弹塑性有限元分析和SCC裂尖应变率不同表征方法的工程预测模型，基本达到了预期目标。为提高核电站高温水环境中奥氏体不锈钢及镍基合金应力腐蚀开裂扩展速率定量预测能力和进一步开展核电关键材料与结构环境致裂定量预测理论和实验研究奠定基础。部分成果已发表在相关国际学术期刊和会议上，并得到国内外同行的关注和多次引用。

项目成果

期刊论文数量（6）
专著数量（0）
科研奖励数量（3）
会议论文数量（13）
专利数量（0）
The effect of a single tensile overload on stress corrosion cracking growth of stainless steel in a light water reactor environment
轻水堆环境下单次拉伸过载对不锈钢应力腐蚀裂纹扩展的影响
  • DOI：
    10.1016/j.nucengdes.2010.12.025
  • 发表时间：
    2010
  • 期刊：
    Nuclear Engineering and Design
  • 影响因子：
    1.7
  • 作者：
    H.Xue; Z.Li; Z.Lu; T.Shoji
  • 通讯作者：
    T.Shoji
镍基合金应力腐蚀裂尖氧化膜力学特性分析
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
    稀有金属材料与工程
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    薛河; 薛晓峰; 唐伟; 赵凌燕; 龚晓燕
  • 通讯作者：
    龚晓燕
焊接接头力学性能不均匀性对管道裂纹断裂参量的影响分析
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    西安科技大学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    龚晓燕;焦康;赵凌燕;薛河
  • 通讯作者：
    薛河
Role of water chemistry and microstructure in stress corrosion cracking in the fusion boundary region of an Alloy 182-A533B low alloy steel dissimilar weld joint in high temperature water
水化学和微观结构在高温水中合金 182-A533B 低合金钢异种焊接接头熔合边界区域应力腐蚀开裂中的作用
  • DOI：
    10.1016/j.corsci.2011.08.046
  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
    Corrosion Science
  • 影响因子：
    8.3
  • 作者：
    Peng; Qunjia;Xue; He;Hou; Juan;Sakaguchi; Kazuhiko;Takeda; Yoichi;Kuniya; Jiro;Shoji; Tetsuo
  • 通讯作者：
    Tetsuo
直流电位降裂纹测深仪的数值标定
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    西安科技大学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李智军;薛河
  • 通讯作者：
    薛河

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其他文献

氧化膜形状对镍基合金应力腐蚀裂尖应力应变的影响
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  • 期刊：
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  • 影响因子：
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
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安全端焊接残余应力对裂纹尖端力学参量的影响
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  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    西安科技大学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
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  • 通讯作者：
    崔英浩
屈服强度失配对异种金属焊接接头裂纹扩展的影响分析
  • DOI：
    10.3969/j.issn.2095-2783.2017.16.009
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    薛河;崔英浩;高富国;赵凌燕;倪陈强
  • 通讯作者：
    倪陈强
裂纹扩展试验中Johnson公式适用性研究
  • DOI：
    10.16410/j.issn1000-8365.2017.12.024
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
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  • 通讯作者：
    杨光兴
扩展初始角对镍基合金焊接过渡区裂纹应力腐蚀行为的影响
  • DOI：
    10.3969/j.issn.2095-2783.2016.16.014
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    中国科技论文
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    赵凌燕;崔英浩;薛河;杨宏亮
  • 通讯作者：
    杨宏亮

其他文献

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严酷服役环境中焊接结构缺陷区域力学状态精准评估技术研究
  • 批准号：
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在役核电焊接结构裂尖微观区域环境致裂扩展驱动力演化规律及定量表征
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相似国自然基金

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相似海外基金

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AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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