氬離子輻照對304奧氏體不銹鋼組織性能的影響


摘要: 由于奧氏體不銹鋼在高溫下具有良好的機(jī)械性能，并且對液態(tài)的鈉冷卻劑具有兼容性以及良好的抗輻照能力，因此奧氏體不銹鋼被廣泛應(yīng)用于核反應(yīng)堆中的結(jié)構(gòu)材料。但是長時間的輻照會誘使奧氏體不銹鋼產(chǎn)生輻照硬化效應(yīng)，同時其韌性顯著降低，嚴(yán)重影響其使用性能。在我的輻照實(shí)驗中，隨著輻照劑量的增加，奧氏體不銹鋼的均勻延伸率減少，屈服強(qiáng)度增加，但極限拉伸強(qiáng)度增加幅度卻不明顯。這些力學(xué)性能的改變是由于輻照對材料的微觀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了影響所致，輻照可誘發(fā)缺陷集群尤其是點(diǎn)缺陷簇的形成，例如：黑點(diǎn)（black dots）缺陷既所謂的“黑斑結(jié)構(gòu)”：一種還未被真正定義的納米級缺陷，弗蘭克位錯環(huán)(Frank loops)，微孔洞(voids)，堆垛層錯四面體（SFT）。此外，輻照還可能導(dǎo)致一些析出相的形成。在變形過程中，這些缺陷簇和析出相會阻礙位錯的運(yùn)動，并誘發(fā)產(chǎn)生非均勻變形，特別是在低堆垛層錯能的奧氏體鋼中產(chǎn)生位錯通道（dislocation channeling）