基于氦泡与位错密度演化的老化δ-Pu静力学本构模型.pdf

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1、物理化学学报(WuliHuaxueXuebao1MayActaP．一Chim．Sin．2015，(Supp1．)，59-6359[Article】doi：10．3866／PKU．WHXB2014Ac07、)l，、v、v．whxb．pku．edu．cn基于氦泡与位错密度演化的老化Pu静力学本构模型晏顺坪余勇王沪毅赵丰鹏(中国工程物理研究院，总体工程研究所，四川绵阳621900)摘要：5-Pu材料由于钚元素a衰变发生自辐照老化，随着老化时间增加，材料微结构和宏观力学性质发生变化．氦泡作为自辐照的主要产物，通过阻碍位错运动实现对6-Pu力学性质的影响．文中首先通过钚材料级联衰变规律建

2、立氦泡体积分数与老化时间的关系，然后将氦泡对位错运动临界剪切应力的影响和氦泡长大规律引入本构方程，获得基于位错密度演化的5-Pu静力学本构方程组．拟合实验数据得到本构模型参数．最后，通过模型计算获得不同老化时间下5-Pu的应力应变关系．关键词：5-Pu；自辐照：氦泡：本构模型中图分类号：0642StaticConstitutiveModelofAged6-PuBasedonEvolutionofHeliumBubblesandDislocationDensityYANShun—PingYUYongWANGHu—YiZHAOFeng—Peng(InstituteofSystems

3、Engineering,ChinaAcademyofEngineeringPhysics,Mianyang621904SichuanProvince,PR．China、Abstract：TheOradioactivedecayofPubyself-irradiationinthe5-Pualloymarkedlychangesitsmicrostructureandmacromechanicalproperties．Heliumbubbles，themainproductofself-irradiation，canafecttheplasticbehaviorof5-Pubyi

4、mpedingthemovementofdislocations．1nthispaper,wefirstderivearelationshipbetweenthevolumeratioofheliumbubblesandagedtime。WethenintroducetheefectofheliumbubblesonthecriticalresolvedshearstressfordislocationmotionandthegrowthIawforheliumbubblesintoaconstitutivemodeltoobtainthedislocation-basedst

5、aticconstitutivefunctionsof5-Pu．ModeIparameteFSarethenfiledusingexperimentdata．Finally．thestress-straincurvesof5-Puf0rdiferentagedtimesarepresented．KeyWords：5-Pu；Self-irradiati0n：Heliumbubble；Constitutivemode1引言性的性质，易于加工．如果在”Pu材料中添加少量钚位于锕系元素中间位置。价电子具有离域与微量元素，例如镓，常温下即可形成．Pu，其力学性局域双重性质，核物理性质优异

6、，在武器系统和核质稳定，因此相的Pu—Ga合金具有重要的应用价电系统中得到了广泛应用．实验研究发现，钚材料值．不同于传统金属材料，钚材料存在自辐照老化的熔点温度仅为640。C，常压下从室温加热到熔点现象，随着时间的推移，钚通过。【衰变在材料内部形温度，钚材料存在6种不同的同素异形结构，它们的成大量缺陷，包括氦泡、空洞等，严重影响材料的力力学性质各不相同．面心立方结构相的Puf—Pu)学性质，准确预测老化钚的力学行为对于武器系统在315。C条件下能够稳定存在，具有低强度和高韧和核电系统中钚相关结构贮存和使用具有重要意首届中国锕系物理与化学学术交流会，四川绵阳，2014年8月24—

7、27日．TheFirstConferenceonChineseActinidePhysicsandChemistry,Mianyang，Sichuan，August24—27，2014．’Correspondingauthor,Email：yongyu@caep．on；Tel：+86—816—2484410．TheprojectwassupportedbymeNationalNaturalScienceFoundationofChinaf11302209)andNSAF(u13301211．