P92鐵素體-馬氏體鋼的高溫輻照效應(yīng)研究.pdf

1、先進(jìn)鐵素體/馬氏體鋼由于其良好的導(dǎo)熱性、較好的尺寸穩(wěn)定性、優(yōu)良的高溫（400-550 ℃）輻照抗性、良好的抗輻照腫脹脆性、抗輻照引起的蠕變等優(yōu)點(diǎn)，在第四代先進(jìn)反應(yīng)堆的應(yīng)用性研究中具有不可忽視的作用。本研究通過研究P92鐵素體/馬氏體鋼在700 ℃溫度時Fe13+離子的高溫輻照下的微觀組織結(jié)構(gòu)的演變行為以及輻照后力學(xué)性能的變化，來探究P92鐵素體/馬氏體鋼的高溫輻照效應(yīng)。
　　通過各種微觀表征發(fā)現(xiàn)，輻照前后P92鐵素體/馬氏體鋼的基

2、本組織的變化很小。輻照后P92鐵素體/馬氏體鋼中出現(xiàn)了空洞腫脹現(xiàn)象，隨著輻照溫度的增加輻照空洞腫脹行為越來越嚴(yán)重。P92鐵素體/馬氏體鋼主要有兩種析出相，分別是富Cr的M23C6相以及富Nb、Ta的MX相。輻照后P92鐵素體/馬氏體鋼輻照峰值區(qū)域（沿離子注入的縱向深度“800-1200nm區(qū)域”）相對于輻照表層區(qū)域（沿離子注入的縱向深度“0-400nm區(qū)域”）析出相數(shù)量大大減少的情況證實(shí)了輻照峰值區(qū)域（沿離子注入的縱向深度“800-12

3、00nm區(qū)域”）的析出相發(fā)生了溶解行為，并且還會少量再析出，因此使得峰值區(qū)域（沿離子注入的縱向深度“800-1200nm區(qū)域”）的析出相密度減少。輻照后P92鐵素體/馬氏體鋼中析出相中出現(xiàn)了元素的非平衡偏析現(xiàn)象，具體表現(xiàn)為Cr和W元素的含量增加，而Fe元素含量則減少。通過對<100>和1/2<111>兩種類型的位錯環(huán)的研究，發(fā)現(xiàn)輻照后P92鐵素體/馬氏體鋼中位錯缺陷的尺寸大小增加而密度變少。輻照后P92鐵素體/馬氏體鋼中的位錯缺陷通過集

4、聚、纏結(jié)等方式開始演化成位錯團(tuán)、位錯墻和亞晶界等結(jié)構(gòu)。
　　利用納米壓痕儀來測得輻照前后P92鐵素體/馬氏體鋼顯微硬度的變化，納米壓痕結(jié)果表明：經(jīng)過輻照劑量為0.75 dpa和3.77 dpa鐵離子輻照后P92鐵素體/馬氏體鋼的顯微硬度，相對于輻照前的初始值4.5GPa分別減少了0.5、0.7 Gpa，而且0.75dpa輻照劑量下P92鐵素體/馬氏體鋼的顯微硬度稍高于3.77dpa輻照劑量下的。說明輻照后P92鐵素體/馬氏體鋼出現(xiàn)