高能氦离子辐照对 CLAM 钢微观结构和力学行为的影响

• 作者: 罗爱博 梁延祥 姚勇 王罗斌 万强
• 来源期刊: 材料工程
• 关键词: CLAM钢 氦离子辐照 辐照硬化 纳米压痕 DBH模型 FKH模型
• 年，卷（期）: 2024,（5）
• 页码范围: 138-147
• 页数: 10页
• 语种: 中文

摘要

聚变堆包层结构材料在服役期间会产生辐照损伤，CLAM钢作为热核聚变堆的首选结构材料，对其进行辐照行为研究十分有必要。采用高能氦离子对CLAM钢进行辐照实验，利用纳米压痕实验结合原子力显微镜（AFM）研究CLAM钢在辐照过程中的微观组织演化和力学性能的变化。结果表明：辐照后的CLAM钢中形成位错环和He泡，且随着辐照剂量的增加，位错环和He泡密度增加，尺寸增大。辐照后CLAM钢发生显著的辐照硬化效应，随着辐照剂量的增加，辐照硬化程度增加，但当辐照剂量增大到一定程度，辐照硬化效应减弱。利用DBH模型和FKH模型讨论辐照中微观结构的变化对辐照硬化效应的影响。随着辐照剂量的增加，压痕周围材料隆起堆积的范围减小，堆积高度增加，且高剂量辐照后压痕周围的堆积中出现了剪切带，表明CLAM钢辐照后脆性明显增加。