Status
Report on experiments and modelling of the cleavage fracture behaviour
of F82Hmod using local fracture criteria (Task TTMS-005)
Abstract
Within
the European Fusion Technology Programme framework, a fracture mechanics
description of the material behaviour in the ductile to brittle transition-regime
is developed using local fracture criteria. Based on experimental results
using axisymmetrically notched and pre-cracked specimens together with
a numerical stress analysis at fracture load, a statistical evaluation
of cleavage fracture parameters can be performed along the lines described
in various code schemes such as the British Energy R6-Code or the ESIS
P6 procedure.
The
report contains results of the experimental characterization of the deformation
and fracture behaviour of the fusion candidate RAFM steel variant F82Hmod,
details and background of the numerical procedure for cleavage fracture
parameter determination as well as additional statistical inference methods
for transferability analysis. Fractographic results give important information
about fracture mode and fracture origin sites and their location. Numerical
prediction of fracture origin distribution is an important tool for transferability
assessment.
Future
issues comprise constraint effect and ductile damage as well as incorporation
of irradiation effects, which are topically addressed.
The
methodology developed and described in the present report will be applied
to characterize material behaviour of future RAFM variants as the EUROFER
97, for which analysis is currently under way.
Beschreibung
des Sprödbruchverhaltens des niedrigaktivierbaren Stahles F82Hmod
mit Hilfe lokaler Versagenskriterien
Zusammenfassung
Innerhalb
des Europäischen Fusionsprogramms wird eine bruchmechanische Beschreibung
des Materialverhaltens im Bereich des spröd-diktilen Übergangs
auf Basis lokaler Versagenskriterien angestrebt. Auf Grundlage von geeigneten
Experimenten an gekerbten sowie angerissenen Rundzugproben erfolgt mittels
numerischer Auswerteprozeduren eine statistische Beschreibung der Sprödbruchparameter
entsprechend der in verschiedenen Regelwerken bereits eingearbeiteten Verfahren.
Der
vorliegende Bericht enthält Ergebnisse und Grundlagen der Modellierung
für den niedrigaktivierbaren japanischen Stahl F82Hmod. Fraktografische
Analysen geben Auskunft über Bruchmodus und Art sowie Verteilung der
Bruchursprünge. Mittels ebenfalls bestimmter numerischer Vorhersagen
der Verteilung der Bruchursprünge erhält man ein wichtiges Hilfsmittel
für Übertragbarkeitsaussagen.
Kurz
gestreift werden weiterführende Themen wie Einfluss von Dehnungsbehinderung
oder starker Spannungsgradienten, duktiler Schädigung sowie die Berücksichtigung
von Bestrahlungseffekten.
Eine Fortführung der hier dargestellten Arbeiten wird augenblicklich mit der Charakterisierung der europäischen Variante EUROFER97 eines niedrigaktivierbaren Stahls durchgeführt.