溫變形及退火處理對SCRAM鋼組織及性能的影響.pdf

1、低活化鐵素體/馬氏體（Reduced Activation Ferritic/Martensitic，RAFM）鋼具有高熱導率、低熱膨脹系數(shù)、優(yōu)良的抗輻照膨脹和抗氦脆性能，并且與氚增殖劑、冷卻劑具有良好的兼容性，因此，成為未來核聚變反應堆用首選結構材料之一。
　　本文以華中科技大學自主研制的新型超潔凈低活化馬氏體鋼（Super-clean Reduced Activation Martensitic，簡稱SCRAM）為研究對象，為

2、進一步提高SCRAM鋼的綜合力學性能和抗輻照性能，對SCRAM鋼進行了溫變形和退火處理，著重研究了不同變形量和退火溫度對SCRAM鋼組織結構、力學性能及抗輻照性能的影響。獲得了以下有價值的研究結果：
　　溫變形可以有效細化SCRAM鋼的馬氏體板條寬度，促進析出物析出，增加位錯密度。隨著變形量的增加，SCRAM鋼中馬氏體板條束逐漸趨向于垂直壓縮方向排列，尺寸逐漸變得細小均勻；位錯組態(tài)逐漸由位錯線、位錯堆積等低密度位錯組態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槲诲e胞

3、、位錯纏結等高密度位錯組態(tài)；抗拉強度和屈服強度逐漸增大，伸長率和斷面收縮率下降，拉伸斷口中的韌窩逐漸變得淺而細小。
　　經(jīng)退火處理，變形SCRAM鋼中馬氏體板條束尺寸和取向變化不大，但隨著退火溫度的增加，馬氏體板條寬度由0.48μm增加到0.65μm，位錯密度由6.4×1015m-2降低到2.8×1015m-2，晶粒內(nèi)的自由位錯逐漸降低，并且向晶界處聚集。當退火溫度為600℃時，試樣展現(xiàn)出高的斷面收縮率和伸長率，拉伸斷裂面中的韌窩

4、變得深而均勻，脆性斷裂痕跡逐漸消失。
　　經(jīng)氦離子輻照后，在所有試樣中均觀察到了氦泡。氦泡優(yōu)先在先奧氏體晶界、馬氏體板條界、亞晶界、析出物-基體界面和板條內(nèi)的位錯處形核和聚集，隨著變形量的增加，氦泡尺寸逐漸變得細小，分布更加均勻。但是隨著退火溫度的增加，氦泡尺寸又有所增大并且分布又重新變得不均勻。氦離子輻照后，所有的試樣均出現(xiàn)了輻照硬化現(xiàn)象，未處理（未變形、未退火）的SCRAM鋼試樣展現(xiàn)出了最大的納米硬度值增加量，變形量為ε=0.