低活化钢的氦离子辐照损伤研究 - 矿冶园

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低活化钢的氦离子辐照损伤研究

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课程介绍

研究目的是研究低活化钢高温辐照下温度、剂量、晶界对微观组织变化的影响。研究方法是分别对表面纳米化和无表面纳米化低活化钢在 200 ℃和 350 ℃下进行了 2dpa 和 8dpa 的 440 Kev 氦离子辐照，结合 XRD、SEM、TEM 等表征手段分析了样品中氦泡、元素界面偏聚等微观组织变化。研究结果是当 200 ℃辐照时，低活化钢中氦泡的尺寸和密度是～1.7 nm，～ 1.1E25/m3；350 ℃辐照时，氦泡的尺寸和密度是～2.3 nm，～1.5E24/m3；且在晶界附近观察到氦泡贫化区；同样 350 ℃辐照，表面纳米化的样品中氦泡的尺寸和密度是～1.9 nm，～0.7E24/m3。同时观察到，相对于无辐照高温区，辐照高温区 Cr 元素在晶界的偏聚程度提高了～0.5%。在晶界处也观察到长条状 M23C6相。研究结论是温度越高，晶界对氦泡的吸收作用更明显；通过细化晶粒引入晶界，可以有效降低晶内氦泡的尺寸和密度；对本试验用低活化钢而言，辐照会促进 Cr 元素的界面偏聚行为，从而促进 M23C6相的析出。