·516· 北京科技大学学报 1996年No.6 3讨论 3.1W,V对Mn,Cr与点缺陷相互作用的影响 不含W,V的Fe-Cr-Mn合金，经辐照后Cr,Mn在晶界近傍发生贫化，并随着温度和 剂量的增加Cr,Mn贫化程度增加. Rehn和Okamoto1o指出，溶质和点缺陷相互作用与溶质原子尺寸大小有重要关系.溶质 原子和点缺陷相互作用，造成点阵畸变，使系统能量增高.比基体原子半径大的溶质原子(C, Mn),以置换方式与空位相互作用可降低点阵畸变，故Cr,Mn优先与空位发生相互作用.这 样，由于C,Mn与空位相互换位，空位流向尾闾而消失，Cr,Mn远离尾闾（晶界）而形成晶界 负偏析.添加W,V后的Fe-Cr-Mn合金，形成多量微细M2,C。,VC等碳化物，促进高密度 位错环形成，而环自身可以起尾闾作用，点缺陷在位错偏压作用下流向每个位错环，降低了基 体中过饱和空位浓度.同时，高密度位错环相互间距很小，即缩短点缺陷扩散的平均自由程， 点缺陷长距离向晶界移动发生困难，晶界处合金元素偏析也就被抑制.所以，W,V的添加改 变了Fe-Cr-Mn合金中尾闾分布和偏压效果，抑制点缺陷移动扩散行为，有利于减少辐照 诱起合金元素质量变化、 3.2相稳定性 Fe-Cr-Mn合金中y相不稳定的主要原因是由于Kirkendall效应引起局部溶质原子偏 析造成的，本文所研究的合金成分(15Mn)处在Fe-Cr-Mn三元相图区边缘低Mn一角y相 区内，这样，由于辐照引起扩散最慢的Fe富集在尾闾处，扩散最快的M在尾闾处贫化，出现 α相.但是，添加W,V后，抑制点缺陷流与溶质原子相互作用，尾闾处造成低空位梯度，减弱 Kirkendall效应，使局部区Mn质量分数高于合金平均浓度，保持了y相稳定性. 4结论 (I)Fe-Cr-Mn合金中添加低活性强碳化物形成元素W,V,改变合金中尾闾分布和偏 压效果，空洞肿胀低于0.3%(15dpa),显示出良好抗辐照损伤性能. (2)添加W,V有效抑制诱起晶界偏析，提高Fe-Cr-Mn合金y相稳定性. 致谢本研究是在日本北海道大学工学部超高压电镜室进行的，对研究室有关人员协助表示谢意. 参考文献 1 Brager H R,Garner F A.Gelles D S,Hamilton M L.Development of Reduced Activation Alloys for Fusion Service.J Nucl Mater,1985,133 134:907 2 Takahashi H,Takeyama T,Tankawa K,Miura R.Damage Structural Behaviour by Electron Irradia- tion of Mn-Cr Austenitic Stainless Steels.IBID,566北 京 科 技 大 学 学 报 年 讨论 ， 对 ， 与点缺陷相 互 作用 的影 响 不 含 ， 的 一 一 合金 ， 经 辐 照后 ， 在 晶界 近傍发 生 贫化 ， 并 随着 温 度和 剂量 的增加 ， 贫 化程 度 增 加 和 ’ 指 出 ， 溶 质和 点缺 陷相 互 作 用 与溶 质原 子 尺 寸大小 有重要 关系 溶质 原子和 点缺 陷相 互 作用 ， 造成 点 阵 畸变 ， 使系 统能量 增 高 比基体原 子半 径大 的溶质原 子 ， ， 以 置 换 方 式 与 空 位 相 互 作 用 可 降低 点 阵 畸 变 ， 故 ， 优 先 与 空 位 发 生 相 互 作 用 这 样 ， 由于 ， 与 空 位相 互 换 位 ， 空 位 流 向尾 间 而 消 失 ， ， 远 离尾 间 晶界 而 形 成 晶界 负偏 析 · 添加 ， 后 的 一 一 合 金 ， 形 成多 量 微 细 ， 等 碳 化 物 ， 促 进 高 密 度 位错环 形 成 ， 而 环 自身可 以起尾 间作 用 ， 点缺 陷在位 错偏 压作 用 下 流 向每 个位 错 环 ， 降低 了基 体 中过 饱 和 空 位 浓 度 同 时 ， 高 密度 位 错 环相 互 间距 很小 ， 即缩 短 点缺 陷扩 散 的平 均 自由程 ， 点 缺 陷长 距 离 向晶 界 移 动 发 生 困 难 ， 晶 界 处合 金元 素偏 析也 就 被 抑 制 所 以 ， ， 的 添 加 改 变 了 一 一 合金 中尾 间分 布 和 偏 压效果 ， 抑 制点缺 陷移 动扩 散行 为 ， 有 利 于 减 少 辐 照 诱起 合金 元 素质量 变 化 相 稳定 性 一 一 合金 中 下相 不稳 定 的主要 原 因是 由于 效 应 引起局 部 溶质原 子偏 析造成 的 本 文所研究 的合金 成 分 巧 处在 一 一 三元相 图 区 边 缘低 一角 相 区 内 这 样 ， 由于 辐 照 引起 扩 散 最 慢 的 富集 在尾 阎处 ， 扩 散 最快 的 在 尾 间处贫 化 ， 出现 相 但 是 ， 添 加 ， 后 ， 抑 制 点 缺 陷流 与 溶 质 原 子 相 互 作 用 ， 尾 间处造 成 低 空 位梯 度 ， 减 弱 效 应 ， 使局 部 区 质量 分数 高于 合 金 平 均浓度 ， 保持 了 相 稳 定性 结论 一 一 合 金 中添 加低 活性 强碳 化 物形 成元 素 ， ， 改 变合金 中尾 间分 布 和 偏 压效果 ， 空 洞 肿胀低 于 ， 显示 出 良好抗 辐 照 损伤性 能 添加 ， 有 效 抑 制诱起 晶界偏 析 ， 提 高 一 一 合金 下 相 稳 定 性 致谢 本研究是 在 日本北海 道 大学 工学部超 高压 电镜室 进行 的 ， 对研究 室 有 关人 员协助 表示谢意 参 考 文 献 ， ， ， ， ， ， ， ， 一 一