摘要:钠冷快堆(Sodium-cooled Fast Reactors,SFR)蒸发器及过热器换热管材料2.25Cr1Mo钢在长期服役过程中可能会出现水侧腐蚀疲劳问题,裂纹扩展引起的爆管会导致钠水反应事故。因此,准确评估其裂纹扩展速率具有重要工程指导价值。首先,为了获取扩展有限元法(Extended Finite Element Method,XFEM)模拟所需Paris公式,开展350 ℃高温高压水环境下2.25Cr1Mo钢紧凑拉伸试样的恒载荷腐蚀疲劳试验,采用割线法与对数分箱平均法对试验数据进行处理,拟合得到了Paris公式。随后利用Abaqus软件结合Python“重启动”脚本,进行了紧凑拉伸试样二维模型的恒应力强度因子范围腐蚀疲劳裂纹扩展数值模拟。拟合得到的Paris公式常数C=9.68×10-9,Paris指数m=2.754,拟合优度R²≥0.861,表明模型具有较高的统计显著性。在1 Hz加载频率条件下,XFEM模拟结果与试验结果的裂纹扩展速率误差为6.9%,验证了模拟结果在对应试验疲劳频率下的有效性,具有一定的工程价值;在0.1 Hz频率条件下,误差达到48.2%,出现“仿真过估”现象,推断误差源自模拟过程对频率因素影响腐蚀疲劳裂纹扩展速率的考量不足。通过建立基于更多频率腐蚀疲劳试验的Paris公式和包含率相关本构关系的有限元模型,可实现对真实工况下的腐蚀疲劳裂纹扩展行为模拟。