D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1995.01.021 第17卷第1期 北京科技大学学报 Vol.17 No.I 1995年2月 Journal of University of Science and Technology Beijing Feb.1995 氢对ODS铁素体钢辐照性能的影响 曾燕屏 万发荣 褚武扬 黄学军 北京科技大学材料物理系，北京100083 摘要采用离子注人和高压电镜原位观察的方法，研究了氢对国产ODS铁素体钢辐照性能的影 响.结果表明：室温注氢前后ODS铁素体钢的微观结构无明显变化：将其加热到500℃并电子辐 照，未观察到辐照空洞，注氢与未注氢ODS铁素体钢室温电子辐照的结果表明：氢对点缺陷的 迁移和聚集起着十分重要的作用· 关键词ODS铁素体钢，注氢，电子辐照，微观结构 中图分类号TG139.74 Effect of Hydrogen on the Irradiation Behaviour of ODS Ferritic Steel Zeng Yanping Wan Farong Chu Wuyang Huang Xuejun Department of Materials and Physics,USTB.Beijing 100083.PRC ABSTRACT The effect of hydrogen on the irradiation behaviour of oxide dispersion strengthened (ODS)ferritic steel was studied by means of ion bombarding at room temperature and irradiation in HVEM at room temperature and 500 C, respectively.Microstructure of ODS ferritic steel did not change at room temperature after hydrogen-ion bombarding.Observable voids were not formed during in-situ electron irradiation at 500 c for the specimen bombarded with hydrogen.The electron irradiation experiments at room temperature for the specimens with and without hydrogen-ion bombarding,respectively,were performed.The results indicated that hydrogen played an important role in the motion and collection of point defect. KEY WORDS ODS ferritic steel,hydrogen-ion bombarding,electron irradiation,microstructure 快中子反应堆以其资源利用率高、经济、安全的特点成为新一代核反应堆.目前，世界 上已有的快堆一般采用奥氏体不锈钢作为包壳材料·由于奥氏体不锈钢辐照肿胀严重，而铁 素体钢却具有良好的抗辐照肿胀性能，因此，近年来欧美各国均开始研究开发铁素体钢包壳 材料·为了提高铁素体钢的高温机械性能，人们在铁素体钢中加人弥散的氧化物颗粒，制备 出氧化物弥散强化的铁素体钢（简称ODS铁素体钢）.实验结果表明：ODS铁素体钢不仅 具有良好的抗辐照肿胀性能.)而且还具有可以与奥氏体不锈钢相媲美的高温机械性能，)， 是最有前途的快堆包壳材料·另一方面，快堆产生的高能中子会在材料中引起(n,x),(n, P)核反应，产生大量的氢和氦·这些氢、氦的存在会影响材料中缺陷的形成和聚集，改变 1994-05-10收稿 作者女30岁博士后 *国家863高科技攻关项日
第 卷 第 期 北 京 科 技 大 学 学 报 姚 年 月 康 ， 曲 望巧 氢对 铁素体钢辐照 性 能 的影 响 ’ 曾燕屏 万发 荣 褚武扬 黄 学军 北 京 科 技大 学 材 料物 理 系 ， 北 京 《 〕 摘要 采用 离子注人 和 高压 电镜原位 观 察的方 法 ， 研究 了 氢 对 国 产 铁 素 体 钢 辐 照 性 能 的 影 响 结果表 明 室 温 注 氢前后 巧 铁 素体钢 的微 观结 构 无 明显变化 将其 加 热 到 夕 ℃ 并 电子 辐 照 ， 未观 察到 辐 照 空 洞 注 氢 与未 注 氢 铁素体 钢 室 温 电 一子辐照 的结 果 表 明 氢 对 点 缺 陷 的 迁移和 聚集起 着 十分重要 的作 用 关健词 铁素体钢 ， 注 氢 ， 电子 辐 照 ， 微观结 构 中图分类号 “ 一 ， 一 “ 翻 ， 一 一 一 ， ， ， 一 ， 。 ， 而 峨 快 中子反 应堆 以其 资源 利 用 率 高 、 经 济 、 安全 的特 点 成 为新 一代 核反 应堆 目前 ， 世界 上 已 有 的快堆 一般 采 用 奥 氏体 不锈钢 作 为包壳材 料 由于 奥 氏体不 锈 钢 辐 照肿 胀 严重 ， 而铁 素体钢却具有 良好 的抗辐 照肿 胀性 能 ， 因此 ， 近 年来 欧美 各 国均 开始研究 开发铁素体钢 包壳 材料 为 了提高铁 素体钢 的高 温 机械性 能 ， 人们 在 铁 素体钢 中加 人 弥散 的氧 化物 颗粒 ， 制备 出氧 化物弥散强 化 的铁素体 钢 简称 铁 素 体 钢 实 验 结 果 表 明 铁 素 体钢 不 仅 具有 良好 的抗辐 照肿 胀性 能 ’ ， ’ ， 而 且 还 具有可 以 与奥 氏体不 锈 钢 相 媲 美 的高 温 机 械 性 能 ， 毋， 是 最有前途 的快 堆 包 壳 材 料 另 一 方 面 ， 快 堆 产 生 的 高 能 中子 会 在 材 料 中 引 起 ， 幻 、 ， 核反 应 ， 产 生大 量 的氢和 氦 这 些 氢 、 氦 的存 在 会影 响材料 中缺 陷 的形 成 和 聚 集 ， 改 变 一 一 收 稿 作 者 女 岁 博 士 后 国 家 高科 技 攻 关 项 日 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1995．01．021
第 卷 第 期 北 京 科 技 大 学 学 报 姚 年 月 康 ， 曲 望巧 氢对 铁素体钢辐照 性 能 的影 响 ’ 曾燕屏 万发 荣 褚武扬 黄 学军 北 京 科 技大 学 材 料物 理 系 ， 北 京 《 〕 摘要 采用 离子注人 和 高压 电镜原位 观 察的方 法 ， 研究 了 氢 对 国 产 铁 素 体 钢 辐 照 性 能 的 影 响 结果表 明 室 温 注 氢前后 巧 铁 素体钢 的微 观结 构 无 明显变化 将其 加 热 到 夕 ℃ 并 电子 辐 照 ， 未观 察到 辐 照 空 洞 注 氢 与未 注 氢 铁素体 钢 室 温 电 一子辐照 的结 果 表 明 氢 对 点 缺 陷 的 迁移和 聚集起 着 十分重要 的作 用 关健词 铁素体钢 ， 注 氢 ， 电子 辐 照 ， 微观结 构 中图分类号 “ 一 ， 一 “ 翻 ， 一 一 一 ， ， ， 一 ， 。 ， 而 峨 快 中子反 应堆 以其 资源 利 用 率 高 、 经 济 、 安全 的特 点 成 为新 一代 核反 应堆 目前 ， 世界 上 已 有 的快堆 一般 采 用 奥 氏体 不锈钢 作 为包壳材 料 由于 奥 氏体不 锈 钢 辐 照肿 胀 严重 ， 而铁 素体钢却具有 良好 的抗辐 照肿 胀性 能 ， 因此 ， 近 年来 欧美 各 国均 开始研究 开发铁素体钢 包壳 材料 为 了提高铁 素体钢 的高 温 机械性 能 ， 人们 在 铁 素体钢 中加 人 弥散 的氧 化物 颗粒 ， 制备 出氧 化物弥散强 化 的铁素体 钢 简称 铁 素 体 钢 实 验 结 果 表 明 铁 素 体钢 不 仅 具有 良好 的抗辐 照肿 胀性 能 ’ ， ’ ， 而 且 还 具有可 以 与奥 氏体不 锈 钢 相 媲 美 的高 温 机 械 性 能 ， 毋， 是 最有前途 的快 堆 包 壳 材 料 另 一 方 面 ， 快 堆 产 生 的 高 能 中子 会 在 材 料 中 引 起 ， 幻 、 ， 核反 应 ， 产 生大 量 的氢和 氦 这 些 氢 、 氦 的存 在 会影 响材料 中缺 陷 的形 成 和 聚 集 ， 改 变 一 一 收 稿 作 者 女 岁 博 士 后 国 家 高科 技 攻 关 项 日
第 卷 第 期 北 京 科 技 大 学 学 报 姚 年 月 康 ， 曲 望巧 氢对 铁素体钢辐照 性 能 的影 响 ’ 曾燕屏 万发 荣 褚武扬 黄 学军 北 京 科 技大 学 材 料物 理 系 ， 北 京 《 〕 摘要 采用 离子注人 和 高压 电镜原位 观 察的方 法 ， 研究 了 氢 对 国 产 铁 素 体 钢 辐 照 性 能 的 影 响 结果表 明 室 温 注 氢前后 巧 铁 素体钢 的微 观结 构 无 明显变化 将其 加 热 到 夕 ℃ 并 电子 辐 照 ， 未观 察到 辐 照 空 洞 注 氢 与未 注 氢 铁素体 钢 室 温 电 一子辐照 的结 果 表 明 氢 对 点 缺 陷 的 迁移和 聚集起 着 十分重要 的作 用 关健词 铁素体钢 ， 注 氢 ， 电子 辐 照 ， 微观结 构 中图分类号 “ 一 ， 一 “ 翻 ， 一 一 一 ， ， ， 一 ， 。 ， 而 峨 快 中子反 应堆 以其 资源 利 用 率 高 、 经 济 、 安全 的特 点 成 为新 一代 核反 应堆 目前 ， 世界 上 已 有 的快堆 一般 采 用 奥 氏体 不锈钢 作 为包壳材 料 由于 奥 氏体不 锈 钢 辐 照肿 胀 严重 ， 而铁 素体钢却具有 良好 的抗辐 照肿 胀性 能 ， 因此 ， 近 年来 欧美 各 国均 开始研究 开发铁素体钢 包壳 材料 为 了提高铁 素体钢 的高 温 机械性 能 ， 人们 在 铁 素体钢 中加 人 弥散 的氧 化物 颗粒 ， 制备 出氧 化物弥散强 化 的铁素体 钢 简称 铁 素 体 钢 实 验 结 果 表 明 铁 素 体钢 不 仅 具有 良好 的抗辐 照肿 胀性 能 ’ ， ’ ， 而 且 还 具有可 以 与奥 氏体不 锈 钢 相 媲 美 的高 温 机 械 性 能 ， 毋， 是 最有前途 的快 堆 包 壳 材 料 另 一 方 面 ， 快 堆 产 生 的 高 能 中子 会 在 材 料 中 引 起 ， 幻 、 ， 核反 应 ， 产 生大 量 的氢和 氦 这 些 氢 、 氦 的存 在 会影 响材料 中缺 陷 的形 成 和 聚 集 ， 改 变 一 一 收 稿 作 者 女 岁 博 士 后 国 家 高科 技 攻 关 项 日
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第 卷 第 期 北 京 科 技 大 学 学 报 姚 年 月 康 ， 曲 望巧 氢对 铁素体钢辐照 性 能 的影 响 ’ 曾燕屏 万发 荣 褚武扬 黄 学军 北 京 科 技大 学 材 料物 理 系 ， 北 京 《 〕 摘要 采用 离子注人 和 高压 电镜原位 观 察的方 法 ， 研究 了 氢 对 国 产 铁 素 体 钢 辐 照 性 能 的 影 响 结果表 明 室 温 注 氢前后 巧 铁 素体钢 的微 观结 构 无 明显变化 将其 加 热 到 夕 ℃ 并 电子 辐 照 ， 未观 察到 辐 照 空 洞 注 氢 与未 注 氢 铁素体 钢 室 温 电 一子辐照 的结 果 表 明 氢 对 点 缺 陷 的 迁移和 聚集起 着 十分重要 的作 用 关健词 铁素体钢 ， 注 氢 ， 电子 辐 照 ， 微观结 构 中图分类号 “ 一 ， 一 “ 翻 ， 一 一 一 ， ， ， 一 ， 。 ， 而 峨 快 中子反 应堆 以其 资源 利 用 率 高 、 经 济 、 安全 的特 点 成 为新 一代 核反 应堆 目前 ， 世界 上 已 有 的快堆 一般 采 用 奥 氏体 不锈钢 作 为包壳材 料 由于 奥 氏体不 锈 钢 辐 照肿 胀 严重 ， 而铁 素体钢却具有 良好 的抗辐 照肿 胀性 能 ， 因此 ， 近 年来 欧美 各 国均 开始研究 开发铁素体钢 包壳 材料 为 了提高铁 素体钢 的高 温 机械性 能 ， 人们 在 铁 素体钢 中加 人 弥散 的氧 化物 颗粒 ， 制备 出氧 化物弥散强 化 的铁素体 钢 简称 铁 素 体 钢 实 验 结 果 表 明 铁 素 体钢 不 仅 具有 良好 的抗辐 照肿 胀性 能 ’ ， ’ ， 而 且 还 具有可 以 与奥 氏体不 锈 钢 相 媲 美 的高 温 机 械 性 能 ， 毋， 是 最有前途 的快 堆 包 壳 材 料 另 一 方 面 ， 快 堆 产 生 的 高 能 中子 会 在 材 料 中 引 起 ， 幻 、 ， 核反 应 ， 产 生大 量 的氢和 氦 这 些 氢 、 氦 的存 在 会影 响材料 中缺 陷 的形 成 和 聚 集 ， 改 变 一 一 收 稿 作 者 女 岁 博 士 后 国 家 高科 技 攻 关 项 日
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第 卷 第 期 北 京 科 技 大 学 学 报 姚 年 月 康 ， 曲 望巧 氢对 铁素体钢辐照 性 能 的影 响 ’ 曾燕屏 万发 荣 褚武扬 黄 学军 北 京 科 技大 学 材 料物 理 系 ， 北 京 《 〕 摘要 采用 离子注人 和 高压 电镜原位 观 察的方 法 ， 研究 了 氢 对 国 产 铁 素 体 钢 辐 照 性 能 的 影 响 结果表 明 室 温 注 氢前后 巧 铁 素体钢 的微 观结 构 无 明显变化 将其 加 热 到 夕 ℃ 并 电子 辐 照 ， 未观 察到 辐 照 空 洞 注 氢 与未 注 氢 铁素体 钢 室 温 电 一子辐照 的结 果 表 明 氢 对 点 缺 陷 的 迁移和 聚集起 着 十分重要 的作 用 关健词 铁素体钢 ， 注 氢 ， 电子 辐 照 ， 微观结 构 中图分类号 “ 一 ， 一 “ 翻 ， 一 一 一 ， ， ， 一 ， 。 ， 而 峨 快 中子反 应堆 以其 资源 利 用 率 高 、 经 济 、 安全 的特 点 成 为新 一代 核反 应堆 目前 ， 世界 上 已 有 的快堆 一般 采 用 奥 氏体 不锈钢 作 为包壳材 料 由于 奥 氏体不 锈 钢 辐 照肿 胀 严重 ， 而铁 素体钢却具有 良好 的抗辐 照肿 胀性 能 ， 因此 ， 近 年来 欧美 各 国均 开始研究 开发铁素体钢 包壳 材料 为 了提高铁 素体钢 的高 温 机械性 能 ， 人们 在 铁 素体钢 中加 人 弥散 的氧 化物 颗粒 ， 制备 出氧 化物弥散强 化 的铁素体 钢 简称 铁 素 体 钢 实 验 结 果 表 明 铁 素 体钢 不 仅 具有 良好 的抗辐 照肿 胀性 能 ’ ， ’ ， 而 且 还 具有可 以 与奥 氏体不 锈 钢 相 媲 美 的高 温 机 械 性 能 ， 毋， 是 最有前途 的快 堆 包 壳 材 料 另 一 方 面 ， 快 堆 产 生 的 高 能 中子 会 在 材 料 中 引 起 ， 幻 、 ， 核反 应 ， 产 生大 量 的氢和 氦 这 些 氢 、 氦 的存 在 会影 响材料 中缺 陷 的形 成 和 聚 集 ， 改 变 一 一 收 稿 作 者 女 岁 博 士 后 国 家 高科 技 攻 关 项 日