氘和氦离子辐照下CLAM钢的辐照硬化与微结构演变

材料研究学报, 2016, 30(9): 641-648. doi: 10.11901/1005.3093.2015.529

氘和氦离子辐照下CLAM钢的辐照硬化与微结构演变

付振宇 ^1, , 王泽群 ^2, , 刘平平 ^3, , 魏印平 ^4, , 万发荣 ^5, , 詹倩 ^6,

1.北京科技大学材料科学与工程学院北京 100083

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4.北京科技大学材料科学与工程学院北京 100083

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6.北京科技大学材料科学与工程学院北京 100083

基金项目: 国家磁约束核聚变发展研究专项2014GB104003、2014GB120001和国家自然科学基金51371031资助.Supported by National Magnetic Confinement Fusion Program Nos.2014GB104003 & 2014GB120001,National Natural Science Foundation of China No.51371031.

关键词：金属材料 , CLAM钢 , 辐照效应 , 缺陷分布 , 泡

Irradiation Hardening and Defects Distribution in CLAM Steel under Deuterium and Helium Ion Irradiation

Keywords： metallic materials , CLAM steel , irradiation effect , defects distribution , bubble

结合先进电子显微术和纳米压痕分析,对低活化马氏体CLAM钢的辐照行为进行了研究.在室温下对CLAM钢进行了单一注D+、单一注He+以及先注D+后注He+三种方式的离子辐照.纳米压痕硬度结果显示,离子辐照后的CLAM钢均产生了明显的硬化.通过对纳米压痕硬度曲线的拟合,得到各离子辐照后的硬化率.结果表明,注D+的辐照硬化程度最低,而注He+与D+、He+共同辐照的硬化程度均很明显.微观结构分析表明,沿离子注入深度方向,辐照缺陷密度逐渐增加然后减少;在注入深度峰值附近,产生了数密度较多的缺陷.对于单独注入He+离子以及先注D+后注入He+的CLAM钢,都产生了大量细小弥散的He泡,并且由于离子协同效应后者出现深度较浅的泡;单独注入D+的CLAM钢,并没有出现泡.注He+样品中既有位错环也有He泡,硬化效应比只有位错环的注D+样品明显;而先注D+后注He+的样品,由于注D+产生的缺陷在后续注He+时会有一定的回复,硬化效果不是注D+和注He+的简单叠加,体现出协同效应.

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