用三維原子探針研究反應(yīng)堆壓力容器模擬鋼中富銅原子團(tuán)簇的析出.pdf

1、本工作用三維原子探針(3DAP)分析和熱時(shí)效處理方法研究了核反應(yīng)堆壓力容器模擬鋼中富銅原子團(tuán)簇的析出過(guò)程，用這種方法模擬中子輻照時(shí)誘發(fā)壓力容器鋼中富銅原子團(tuán)簇的析出過(guò)程。實(shí)驗(yàn)選用了5種成分不同的模擬鋼來(lái)進(jìn)行研究，第一組中2種模擬鋼是在工業(yè)純鐵的基礎(chǔ)上特意提高Cu的含量(～0.4 at.％)，并且其中1種還添加了Ni(0.8 at.％)，目的是為了比較Ni對(duì)富銅原子團(tuán)簇析出的影響；第二組中2種模擬鋼樣品添加了Mn(1.56 at.％)、N

2、i(0.75/1.45at.％)、Si(0.64 at.％)和P(0.054 at.％)元素，其中只有Ni的含量不一樣其它元素的含量都相同，為了了解Mn、Si和P元素同時(shí)存在的情況下Ni對(duì)富銅原子團(tuán)簇析出的影響：第三組只有1種模擬鋼，它的化學(xué)成分除了Cu含量高以外其它元素的含量都和A508-Ⅲ一樣。模擬鋼樣品分別經(jīng)過(guò)880℃加熱淬火和調(diào)質(zhì)處理后，在400℃進(jìn)行了不同時(shí)間的時(shí)效處理，得到的主要結(jié)果有： 1.提高Cu含量后的反應(yīng)堆壓

3、力容器模擬鋼，采用淬火后熱時(shí)效處理的方法，用3DAP可以研究樣品中富銅原子團(tuán)簇的析出過(guò)程。5種成分不同的模擬鋼樣品在880℃加熱水淬后，在400℃時(shí)效處理100 h都觀察到富銅原子團(tuán)簇的析出。從100 h到300 h時(shí)效處理后，析出富銅原子團(tuán)簇的大小分布在1～6 nm之間，數(shù)量密度為～1023 m-3，與文獻(xiàn)報(bào)道真實(shí)壓力容器鋼經(jīng)中子輻照后的結(jié)果相似。 2.第二組和第三組模擬鋼樣品調(diào)質(zhì)處理后，在400℃時(shí)效處理100 h都沒(méi)有觀察

4、到富銅原子團(tuán)簇的析出，經(jīng)時(shí)效1000 h后才觀察到富銅原子團(tuán)簇的析出，析出團(tuán)簇的大小分布在1～3 nm之間，數(shù)量密度為1022m-3。調(diào)質(zhì)處理延緩了富銅原子團(tuán)簇的析出過(guò)程。 3.在析出的富銅原子團(tuán)簇中，都觀察到存在Mn和Ni，有時(shí)團(tuán)簇中還含有P和Si元素。Mn和Ni還在團(tuán)簇和基體金屬的界面處發(fā)生明顯的富集，這可能是阻礙富銅原子團(tuán)簇長(zhǎng)大的主要原因。 4.比較Ni含量不同的模擬鋼樣品時(shí)效后富銅原子團(tuán)簇的析出情況，觀察到Ni含