[发明专利]一种反应堆压力容器钢中第二相团簇颗粒的无损检测方法

说明书

本发明公开了一种反应堆压力容器钢中第二相团簇颗粒的无损检测方法，包括：将RPV钢在保护气氛下进行不同的热处理，得到具有不同含量纳米团簇析出相的RPV钢处理样品，并保留未进行热处理的RPV钢作为原始样品；将处理样品和原始样品切割成规定形状，再进行内耗测试，测试的数据绘制温度‑内耗曲线，得到不同样品的Snoek型内耗峰和/或晶界弛豫内耗峰；将RPV钢处理样品与原始样品的温度‑内耗曲线进行对比分析，并通过Snoek型内耗峰和/或晶界弛豫内耗峰对RPV钢的纳米团簇析出相含量进行判定。该方法属于无损检测，具有制样简单、操作容易、测试区域大等优点，还可高灵敏地探测各种缺陷的扩散运动和缺陷间交互作用，获得材料中微观变化过程的定性和定量信息。

技术领域

本发明涉及金属材料无损检测技术领域，具体涉及一种反应堆压力容器钢中第二相团簇颗粒的无损检测方法。

背景技术

近年来，随着我国年雾霾天气日数的持续增多、气候条件日益恶化，核能受到了广泛的关注。反应堆压力容器(reactor pressure vessel，RPV)是核反应堆一回路中不可更换的核心关键部件，它起着支撑堆芯、容纳放射性物质与冷却剂、保持反应堆内运行压力等重要作用，RPV服役寿命决定了整个核电站的安全、寿命和经济效益。

但是在高温、高压、流体冲刷、腐蚀以及高能中子辐照条件下致使RPV材料增加了发生脆性断裂的趋势，其中第二相团簇或颗粒的析出是造成RPV材料硬化脆化的主要因素。定期监测和评估RPV钢内微结构和缺陷的演化行为、延缓发生脆化的进程，是核材料研究领域必须加以解决的突出问题，如何探测或者观察材料辐照诱发的溶质原子纳米团簇在辐照损伤研究领域中非常重要。

鉴于这些纳米团簇的尺寸及其变化程度极其微小，特别是在其早期的形成阶段，一般的实验手段难以准确而全面地探测与表征这些缺陷。目前国内外常用的实验方法有：原子探针层析技术(atom probe tomography：APT)，小角度中子散射法(small-angleneutron scattering：SANS)，透射电子显微镜法(transmission electron microscopy：TEM)，正电子湮灭谱法(postrion annihilation spectroscopy：PAS)等。这些方法在辐照缺陷机理研究上各自具有自己的独特优势。

APT技术可以获得固溶原子纳米团簇的成分、尺寸、以及在基体中的团簇密度等，但它是一种破坏性测试手段，且样品制作要求高，分析的区域较小；SANS可以获得0.5nm以上的纳米团簇的平均尺寸分布，但同时存在较大的解析误差，需与其他方法相结合加以分析验证；而PAS法主要特点是可以估算出与空位、空位团簇等相关的缺陷浓度，但是对PAS结果的分析需要较多的理论假设，具有一定的不确定性。

内耗(internal friction)是研究固体缺陷与力学性质的一种重要的实验技术，它能够高灵敏地探测固体中点缺陷、位错、界面等缺陷的存在以及各种缺陷的扩散运动和缺陷间的交互作用，从而能够获得材料中各种微观变化过程的定性和定量信息等。内耗作为一种无损检测方法，制样简单，对样品表面要求低，操作容易且测试的区域大，可以对整个样品中缺陷的存在及运动进行分析。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种反应堆压力容器钢中第二相团簇颗粒的无损检测方法，以解决现有检测技术无法准确而全面地探测与表征这些纳米团簇缺陷的技术问题。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种反应堆压力容器钢中第二相团簇颗粒的无损检测方法，包括：

步骤一：将RPV钢在保护气氛下进行不同的热处理，得到具有不同含量纳米团簇析出相的RPV钢处理样品，并保留未进行热处理的RPV钢作为原始样品用于对比参考；

步骤二：将步骤一中的处理样品和原始样品切割成规定形状，并磨掉切割痕迹，使表面光亮；