球形压头半径对离子辐照后RAFM钢硬度及力学性能提取的影响

• 作者: 周善良 黄希 赵琦 詹子雄 廖新华 刘俊雄 韦丽华 李小燕
• 来源期刊: 原子能科学技术
• 关键词: 球形压头 离子辐照 低活化铁素体/马氏体钢 硬度 力学性能
• 年，卷（期）: 2024,（12）
• 所属期刊栏目: 反应堆工程
• 页码范围: 183-193
• 页数: 11页
• 语种: 中文

摘要

纳米压痕仪中压头形状直接决定压头载荷-深度曲线，进而影响宏观力学性能的提取，但压头半径对辐照后材料硬度及力学性能提取的影响依然缺乏深入的研究。本文研究了不同半径球形压头(0.3、1.0和10.0μm)对辐照后低活化铁素体/马氏体(RAFM)钢硬度和力学性能提取的影响。不管压头半径如何改变，所有辐照样品均出现反尺寸效应，纳米压痕仪接触面积测量误差是导致该现象产生的主要原因。此外，离子辐照后所有样品均出现辐照硬化，但随着辐照剂量的增加，硬化现象逐渐减弱，直至出现辐照软化。相同载荷与辐照剂量条件下，低活化铁素体/马氏体钢硬度随压头半径的增加而逐渐降低。不管辐照剂量如何改变，随着压头半径的增加，提取出的弹性模量逐渐增加而屈服强度逐渐减小。相同压头半径时，弹性模量和屈服强度随辐照剂量的增加均呈现先增加后减小的趋势。对比未辐照样品，压头半径增加至10.0μm时，所提取出的屈服强度和弹性模量更接近于拉伸实验所获得的数值。以上结果表明：球形压头可用于提取离子辐照后低活化铁素体/马氏体的宏观力学性能，并且半径越大预测结果越接近拉伸实验所获得的数值。