对铁素体和马氏体不锈钢板的辐照效应

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四川快乐12不锈钢知识百科 对铁素体和马氏体不锈钢板的辐照效应

对铁素体和马氏体不锈钢板的辐照效应

2018-11-26 15:00:00 

当铁素体和马氏体不锈钢板暴露于辐射时,铁素体和马氏体不锈钢板的每种性质可以改变,包括物理尺寸以及机械,热,光学,电学和一些其他性质。造成这种变化的基本现象是现有的晶体和缺陷结构,它可能在辐射过程中逐个原子地解构和重建。当用高剂量辐射轰击材料时,每个原子169可以从其晶格位置放置数十或数百次,并且用每个原子的位移测量辐射剂量,最终的性质变化由于组合而发生温度,剂量率,剂量和局部合金成分的影响。

1、通过位移产生点缺陷以及它们的布置的各种路径,开发用于理解结构材料中的辐射效应的框架。左侧路径包含缺陷,这可能有助于微观结构的积累和性质的变化,而这条路径的底部是辐射的影响,这些影响占据了迄今为止所进行的研究的主要部分。在不同位置组合的自填间隙和空位,不会产生长期的属性变化。

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2、快速反应堆或聚变反应堆中的高能中子辐射将原子从其正常的基质位置置换,形成空位和间隙,它是位移损伤,以每个原子的位移来衡量。微观结构随辐照剂量和温度的一般渐进变化涉及空位和间隙聚集成空隙和引起膨胀的位错环。环路温度低于400-450摄氏度,环路尺寸增加,环路数密度随温度升高而降低,最终变得不稳定。在铁素体不锈钢板和马氏体不锈钢板中,空位的聚集可导致空隙膨胀至约500摄氏度。

3、铁素体不锈钢板首先引起了快速反应堆计划的兴趣,因为与常规奥氏体不锈钢板相比,当在实验增殖反应堆中照射时,它们的膨胀率低。膨胀定义为体积变化和原始体积。在约400-420摄氏度的最大溶胀温度下,在快速通量测试设备中观察到HT9和改进的9Cr-1Mo在200dpa下照射小于2%的溶胀。

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4、辐照诱导的沉淀物变化也会影响性质,在照射期间在9-12%Cr不锈钢板中形成的沉淀物包括α,G相,M6C和chi相。对于大多数研究的9-12%Cr和Cr-Mo不锈钢板,Laves相在400至600摄氏度的热老化过程中形成,可导致脆化,如果辐照高于600摄氏度,则不会形成。中子辐射产生的位移损伤将导致中子与金属原子的嬗变反应,产生新的原子,通常是原子序数较小的另一个金属原子,以及气体原子,氦或氢。通常认为新的非气态原子不会影响钢的性质,尽管这种原子是放射性的来源,激活结构材料并为寻找融合中的低活化材料提供动力。

5、通常认为氢的影响是最小的,因为预计其大部分在反应器操作温度下迁移出晶格。然而,离子和质子辐照已经证明可以保留相当数量的氢,但预计在约250摄氏度以上的马氏体不锈钢板中不会出现问题。对于氦气dpa比率约为10的聚变反应堆,有迹象表明氦气可以影响膨胀,尽管9-12%的Cr不锈钢板仍然保持低膨胀。大多数裂变反应堆中铁素体不锈钢板和马氏体不锈钢板的氦dpa比率约低两个数量级,对膨胀影响最小。辐射硬化是由位错损伤形成的高密度位错环和缠结,以及辐射诱导的沉淀变化引起的。这种硬化导致延展性降低。辐照硬化还会影响其他性能,例如疲劳和韧性。辐照对7-12%Cr铁素体不锈钢板和马氏体不锈钢板的拉伸行为的影响取决于温度。通过增加屈服应力和极限拉伸强度测量的硬化发生在高达425-450摄氏度的辐射温度下,硬化导致延展性降低。

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