INFLUENCE OF FAST NEUTRON IRRADIATION ON DYNAMIC FRACTURE TOUGHNESS OF BAINITIC STEEL

Résumé
On décrit les résultats d'une étude sur l'influence d'une irradiation par neutrons rapides sur les propriétés mécaniques d'un acier bainitique sollicité par choc au moyen d'un dispositif de barres d'Hopkinson (HSPB). La technique HSPB est décrite brievement, et les applications sur l'acier irradié sont détaillées. On a utilisé des éléments spéciaux de fond de fissure, adaptés aux calculs dynamiques par éléments finis, pour calculer le coefficient de rupture dynamique KId pour des échantillons compacts chargés en coin à très haute vitesse de déformation et dans une large gamme de température de -196 °C a +25 °C. On s'est intéressé tout particulièrement à la comparaison de ces valeurs de KId avec celles obtenues par l'essai de Charpy instrumenté à des vitesses de déformation sensiblement plus faibles. On montre que les résultats avec la technique HSPB pour les éprouvettes irradiées représentent la résistance minimale à la fracture pour l'acier étudié.

Abstract
This paper describes the results of an investigation of the influence of fast neutron irradiation on mechanical and fracture properties of a bainitic steel under impulsive loading produced by means of the Hopkinson split pressure bar (HSPB) method. The general analysis of the HSPB technique is outlined briefly and applications to the irradiated steel are considered in greater detail. The special crack tip elements suitable for accurate dynamic elastic finite element computations were used to calculate the dynamic fracture toughness KId from testing the wedge loaded compact specimens at very high strain rates over wide temperature range from -196 °C to 25 °C. The particular attention is paid to the comparison of the KId values and the KId values obtained by instrumented Charpy impact test at somewhat slower loading rates. It is shown that HSPB data for irradiated specimens represent the minimum fracture toughness for given steel.