原子核物理评论
原子覈物理評論
원자핵물리평론
Nuclear Physics Review
2015年
1期
95-99
,共5页
张恒庆%张崇宏%宋银%杨义涛%孟彦成%张丽卿%缑洁%Jinsung Jang%Akihiko Kimura
張恆慶%張崇宏%宋銀%楊義濤%孟彥成%張麗卿%緱潔%Jinsung Jang%Akihiko Kimura
장항경%장숭굉%송은%양의도%맹언성%장려경%구길%Jinsung Jang%Akihiko Kimura
ODS钢%氦注入%重离子辐照%硬化
ODS鋼%氦註入%重離子輻照%硬化
ODS강%양주입%중리자복조%경화
ODS steel%helium%heavy-ion%irradiation%hardening
研究了氧化物弥散强化(ODS)的3种铁素体钢,包括:19Cr-3.5Al ODS钢(MA956),16Cr-0.1Ti ODS和16Cr-0.1Zr ODS铁素体钢,在多能量的氦离子和MeV能量级的Bi、Xe离子辐照条件下的硬化效应。获得了辐照硬化与原子离位损伤水平(dpa)、He注入浓度的关系。结果表明,材料的硬度在低剂量范围会随着辐照剂量迅速增加,而在高剂量范围材料的硬度逐渐趋于饱和,可以用1/2次的幂函数拟合辐照硬化与离位损伤水平之间的关系。不同入射离子——Bi离子和Xe离子都会引起ODS钢的硬化,而氦离子还会在材料中聚集导致氦泡的形成,造成更加明显的硬化。实验证明,Ti或Zr掺杂的16Cr-ODS铁素体钢较19Cr-3.5Al ODS钢具有更强的抗辐照硬化能力,原因可归于其含有更高数密度的细小氧化物粒子——能够有效俘获点缺陷和氦原子,从而有效抑制晶粒内部和晶界出缺陷的长大。
研究瞭氧化物瀰散彊化(ODS)的3種鐵素體鋼,包括:19Cr-3.5Al ODS鋼(MA956),16Cr-0.1Ti ODS和16Cr-0.1Zr ODS鐵素體鋼,在多能量的氦離子和MeV能量級的Bi、Xe離子輻照條件下的硬化效應。穫得瞭輻照硬化與原子離位損傷水平(dpa)、He註入濃度的關繫。結果錶明,材料的硬度在低劑量範圍會隨著輻照劑量迅速增加,而在高劑量範圍材料的硬度逐漸趨于飽和,可以用1/2次的冪函數擬閤輻照硬化與離位損傷水平之間的關繫。不同入射離子——Bi離子和Xe離子都會引起ODS鋼的硬化,而氦離子還會在材料中聚集導緻氦泡的形成,造成更加明顯的硬化。實驗證明,Ti或Zr摻雜的16Cr-ODS鐵素體鋼較19Cr-3.5Al ODS鋼具有更彊的抗輻照硬化能力,原因可歸于其含有更高數密度的細小氧化物粒子——能夠有效俘穫點缺陷和氦原子,從而有效抑製晶粒內部和晶界齣缺陷的長大。
연구료양화물미산강화(ODS)적3충철소체강,포괄:19Cr-3.5Al ODS강(MA956),16Cr-0.1Ti ODS화16Cr-0.1Zr ODS철소체강,재다능량적양리자화MeV능량급적Bi、Xe리자복조조건하적경화효응。획득료복조경화여원자리위손상수평(dpa)、He주입농도적관계。결과표명,재료적경도재저제량범위회수착복조제량신속증가,이재고제량범위재료적경도축점추우포화,가이용1/2차적멱함수의합복조경화여리위손상수평지간적관계。불동입사리자——Bi리자화Xe리자도회인기ODS강적경화,이양리자환회재재료중취집도치양포적형성,조성경가명현적경화。실험증명,Ti혹Zr참잡적16Cr-ODS철소체강교19Cr-3.5Al ODS강구유경강적항복조경화능력,원인가귀우기함유경고수밀도적세소양화물입자——능구유효부획점결함화양원자,종이유효억제정립내부화정계출결함적장대。
The present work investigates the irradiation hardening of ODS ferritic steels after multi-energy He-ion implantation, or energetic Bi-ion and Xe-ion irradiation, to get an understanding of dependence of irradiation-hardening on atomic displacement damage and gas accumulation. Three kinds of high-Cr ODS ferritic steels including the commercial MA956 (19Cr-3.5Al), the 16Cr-0.1Ti and the 16Cr-0.1Zr ODS ferritic steels were used. The results show that the hardness increases rapidly at the lower doses but tends to saturate at the higher dose. An 1/2-power law dependence on dpa value is obtained. Helium implantation contributes significantly to the irradiation hardening, possibly due to the impediment of the motion dislocations by helium bubbles. 16Cr-ODS (Ti or Zr added) ferritic which contains finer oxide particles in higher number density shows higher resistance to irradiation hardening than the MA056.