反应堆压力容器钢A508-3辐照硬化的剂量率效应研究

针对不同剂量率对国产反应堆压力容器钢(Reactor Pressure Vessel, RPV)A508-3辐照硬化的影响，利用3.5 MeV的Fe离子在3种不同剂量率(0.1, 0.5和 1.0 dpa/h)下将样品辐照至4个不同剂量点(0.1, 0.3, 1.0和3.0 dpa)，采用纳米压痕技术表征样品在不同辐照条件下的硬化效应。结果表明，在高剂量率(1.0 dpa/h)下，材料的硬度随剂量的增大快速增加，在0.3 dpa以后逐渐达到饱和；中剂量率(0.5 dpa/h)和低剂量率(0.1 dpa/h)下，样品硬度随剂量的变化趋势与高剂量率相似，但在0.3 dpa以后材料的硬度随剂量仍在缓慢增加。在辐照剂量低于0.3 dpa时，不同剂量率引起的辐照硬化差异较小，但在辐照剂量大于0.3 dpa时，不同剂量率辐照下的硬化效应差异显著。数据拟合结果表明，在实验剂量范围内辐照硬化的饱和值随剂量率的增加呈减函数关系。     

冷轧和退火对V-5Cr-5Ti合金组织结构和抗辐照硬化性能的影响

钒合金(V-5Cr-5Ti)是聚变堆第一壁以及包层的重要候选结构材料。不同加工工艺会对钒合金在聚变堆中的服役性能产生影响。本文利用兰州重离子研究装置(HIRFL)提供的337 MeV的高能Fe离子对不同程度冷轧(冷变形量分别为40%、60%和80%)以及冷轧后退火(1 273 K退火1 h)的V-5Cr-5Ti合金样品进行了辐照,研究了不同的冷轧和退火处理过程对材料抗辐照硬化性能的影响。电子背散射衍射技术(EBSD)测试结果显示,随着冷变形量的增加,样品中细小破碎晶粒比例增大,晶粒平均尺寸减小。退火处理后,细小破碎晶粒出现一定程度的长大,大晶粒几乎全部消失,晶粒尺寸分布更加均匀。维氏硬度结果表明随着冷变形量的增加,硬度随之增加,退火后硬度降低。辐照之后,材料硬度升高,出现了辐照硬化效应。在冷轧样品和退火样品中都观察到了辐照硬化效应随冷变形量的增加显著减弱的现象,这表明冷变形可以显著提高材料的抗辐照硬化能力。结合EBSD和硬度数据,对冷变形和退火处理引起钒合金抗辐照硬化性能变化的机理进行了讨论。讨论结果显示,冷轧使材料总的吸收尾闾增大,引起辐照硬化程度降低,退火处理使材料中晶界密度和位错密度降低,材料的总吸收尾闾降低,辐照硬化效应增加。