Fracture mechanics behavior of the T91 martensitic steel in contact with liquid lead–bismuth eutectic for application in an accelerator driven system

Auger, T.; Gorse, D.; Hamouche-Hadjem, Z.; Bosch, J. Van den; Coen, G.; Almazouzi, A.; Hojná, Anna; Dalíková, Klára; Gabriele, Fosca Di; Serrano, Marta; Gessi, Alessandro; Agostini, P.; Vogt, Jean‐Bernard; Serre, Ingrid Proriol

doi:10.1016/j.jnucmat.2011.04.021

Cited by 23 publications

(16 citation statements)

References 20 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…No cracks were found in studied specimens. The absence of cracking in these conditions is possibly due to lack of wetting [12][13][14] and the fact that the level of applied load was not sufficient to damage neither the surface of the steel nor the oxide formed during exposure. Oxides prevent corrosion/dissolution of steels in the liquid metal and serve as a barrier that prevents wetting, which is being considered as one of the assumptions for the LME initiation.…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 98%

“…The primary factor limiting the technological viability of the Pb and Pb-Bi eutectic is their corrosive nature towards structural steels. Such coolant has tendency to corrode/dissolute alloying elements from the fuel cladding and structural materials [1,[5][6][7][8][9] within the reactor and causes liquid metal embrittlement (LME) [1,[10][11][12][13][14]. Oxide scales are known to be able to protect the structural alloys against the liquid metal corrosion [1,7].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Characterisation of Oxides by Advanced Techniques

Duchoň

Halodová

Lorincink

et al. 2018

Acta Metall. Slovaca

View full text Add to dashboard Cite

For the safe development of GenIV nuclear reactors, it is necessary to study the compatibility of structural materials with new coolants. Current work describes the behavior of ferriticmartensitic steel T91 in a Heavy Liquid Metal environment. Specimens were pre-stressed up to yield strength and subsequently exposed to the lead-bismuth eutectic (LBE) under static conditions for 2000 hours. The goal was to identify the susceptibility to crack initiation under selected experimental conditions. The examination of metal-LBE interface was done in a reference position of the sample using the SEM equipped with EDX. Formation of oxide scales observed on the interface had no signs of crack initiation. The oxide was characterized by a twolayer structure. A TEM lamella was created from the sample by a FIB in-situ lift-out technique and it was subsequently analyzed in HRTEM. Individual oxide layers were identified and characterized by SAED, EELS and EDS techniques. Finally, STEM-HAADF and EFTEM techniques were used to visualize the matrix-oxide interface.

show abstract

Section: Discussionmentioning

confidence: 98%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Characterisation of Oxides by Advanced Techniques

Duchoň

Halodová

Lorincink

et al. 2018

Acta Metall. Slovaca

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Basically, two groups of experiments that have pointed out the harmful effect of LBE can be distinguished depending on whether smooth or notched specimens have been employed. By using notched specimens, reduction in toughness and/or acceleration in crack growth by LBE have been reported on T91 steel (Long and Dai, 2008;Hojna and Di Gabriele, 2011;Auger et al, 2011;Coen et al, 2010). On smooth specimens, occurrence of LBE effect on ductility of T91 required to modify the microstructure by changing the tempering temperature in the heat treatment of the steel or required to decrease the oxygen content in the LBE bath (Serre and Vogt, 2007;Van den Bosch et al, 2006.…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

Brittle fracture of T91 steel in liquid lead–bismuth eutectic alloy

Vogt

Proriol-Serre

2014

Nuclear Engineering and Design

View full text Add to dashboard Cite

“…Nepřítomnost trhlin v těchto podmínkách je možná kvůli skutečnosti, že zvolené před-zatížení nestačí k poškození oxidu vznikajícího během expozice [10,11]. Oxidy zabraňují korozi, rozpouštění ocelí v tekutém kovu a také slouží jako bariéra zabraňující smáčení, což je považováno za jednu z nutných podmínek vzniku LME [12].…”

Section: Diskuzeunclassified

Analysis of resistance of T91 steel under load in liquid PbBi

Rozumová

Gabriele

Hojná

2017

Koroze a Ochrana Materialu

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

ÚVODStudovaná feriticko-martenzitická ocel je navržena jako konstrukční materiál pro reaktory IV Generace, zejména pro rychlé reaktory chlazené těžkými tekutými kovy. Interakce konstrukčního materiálu s chladicí kapalinou v úzce definovaných podmínkách je kritická otázka pro bezpečný provoz jaderných zařízení. Kontakt oceli s tekutým PbBi v kombinaci s mechanickým zatížením může způsobit trhliny nebo praskání. Tento jev se označuje jako Liquid Metal Embrittlement (LME) [1]. Bylo publikováno mnoho studií, které se týkají LME oceli T91 [např. 2, 3, 4]. Vysokou rychlost růstu LME trhliny pravděpodobně vyvolává adsorpce tekutého kovu na povrchu, která jako jediná je schopná nastat v tak krát-kém čase [5]. Klíčovou podmínkou je teplota systému a obsah kyslíku. S rostoucí teplotou se náchylnost k LME snižuje, zřejmě v důsledku relaxace napětí na potenciálně vhodných místech pro iniciaci trhliny, ke které dochází snáze při vyšší teplotě. Obsah kyslíku v PbBi ovlivňuje tvorbu a rozpouštění oxidické vrstvy na povrchu. Obecně jsou materiály nejvíce citlivé na LME v rozsahu teplot blízkých teplotě tání tekutého kovu [5].Cílem této studie bylo ukázat vliv nízké konstantní zátěže při dlouhodobé expozice v tekutém PbBi v přesně určených podmínkách (konstantní zatížení, teplota, O 2 ), které měly za cíl simulovat předpokládané reální provozní podmínky. EXPERIMENTÁLNÍ ČÁST MateriálMateriál použitý pro experimenty byla feritickomartenzitická ocel T91, vyrobená Industeel, Arcelor Mittal group. V Tab. 1 je uvedené chemické složení dané oceli deklarované výrobcem. Materiál byl normalizován po dobu 15 min při teplotě 1150 °C s následným vodným chlazením k pokojové teplotě. Poté byl materiál žíhán při teplotě 770 °C po dobu 45 min s následným chlazením na vzduchu. Tímto tepelným zpracováním a postupem se získala mikrostruktura temperovaného martenzitu (viz Obr. 1).

show abstract

Fracture mechanics behavior of the T91 martensitic steel in contact with liquid lead–bismuth eutectic for application in an accelerator driven system

Cited by 23 publications

References 20 publications

Characterisation of Oxides by Advanced Techniques

Characterisation of Oxides by Advanced Techniques

Brittle fracture of T91 steel in liquid lead–bismuth eutectic alloy

Analysis of resistance of T91 steel under load in liquid PbBi

Contact Info

Product

Resources

About