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Specimen Size and Geometry Effects on the Master Curve Fracture Toughness Measurements of EUROFER97 and F82H Steels

材料科学 断裂韧性 复合材料 张力(地质) 紧凑拉伸试样 脆性 韧性 插入(复合材料) 辐照 马氏体 毯子 断裂(地质) 压缩(物理) 断裂力学 微观结构 裂纹扩展阻力曲线 物理 裂缝闭合 核物理学
作者
Xiang Chen,Mikhail A. Sokolov,Sehila Gonzalez de Vicente,Yutai Katoh
标识
DOI:10.1115/pvp2022-84514
摘要

Abstract EUROFER97 and F82H are two leading reduced-activation ferritic-martensitic (RAFM) steels for fusion blanket applications. Exposure to the harsh environment of fusion reactors can result in severe degradation of materials fracture toughness (FT). Thus, the post-irradiation evaluation of FT is critical to understanding the material behavior. Due to the space constraint of irradiation facilities, the development of small specimen test techniques (SSTT) is necessary to evaluate the performance of irradiated materials. In this study, we evaluated the specimen size and geometry effects on the ductile-to-brittle transition FT of EUROFER97 batch-3 and F82H-BA12 steels. The specimen thicknesses ranged from 1.65 to 12.7 mm and the geometries included 1.65 mm bend bar, 4 mm mini-compact tension (miniCT), and 0.5T compact tension (CT) specimens. Fracture toughness testing and evaluations were performed using the Master Curve method in the ASTM E1921-19 standard. After size correction to 1T size using the Master Curve method, no specimen size effect was observed between the 4 mm miniCT and 0.5T CT specimens for the Master Curve reference temperature T0Q, while the bend bars yielded a higher T0Q. A strong effect of fatigue precrack front straightness on T0Q for 0.5T CT specimens was observed. The minimum number of specimens needed for each specimen geometry has been determined.
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