D01:10.133741.ism1001053x.2009.04.0I8 第31卷第4期 北京科技大学学报 Vol.31 No.4 2009年4月 Journal of University of Science and Technology Beijing Apr.2009 氢离子辐照对CLAM钢微观结构的影响 乔建生1》赵飞》黄依娜)万发荣2》龙毅) 1)北京科技大学材料科学与工程学院北京100832)北京新能源材料与技术重点实验室，北京100083 摘要利用氢离子辐照的方法研究了CLAM钢的辐照缺陷形成行为.实验发现在基本成分的CLAM钢及添加Si的 CLAM钢中都产生了辐照析出现象.耐腐蚀合金元素C是产生辐照析出的合金元素之一，合金元素Si对于提高CLAM钢的 抗辐照析出性能具有显著作用. 关键词氢离子辐照：CLAM钢：辐照损伤：铬：硅 分类号TG142.24TL61+3 Effect of hydrogen ion irradiation on the microstructure of CLAM steel QIAO Jian-sheng.ZHAO Fei.HUANG Yi-na.WAN Fa-rong2.LONG Yi) 1)School of Materials Science and Engineering.University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083 China 2)Beijing Key Lab of Adv anced Energy Material and Techmlogy.Beijirg 100083.China ABSTRACT The microstructure of China low activation martensitic steel (CLAM)was investigated after irradiation by hy drogen ions.After irradiation precipitates were found in basic CLAM steel and in CLAM stee added silicon.Chromium is one of the alloy elements which increase precipitates after irradiation.but silicon is one of the alloy elements which suppress the damage of irradiation. KEY WORDS hydrogen ion irradiation:CLAM steek damage of irradiation;chiomium;silicon CLAM (China low activat ion martensitic steel) 散裂中子源等方法来模拟进行聚变堆材料辐照研 是在F82H、JLF-1、EUROFER97和9C一2WVTa 究9 基础上由中国自行研制开发的适用于核聚变反应堆 对CLAM钢辐照性能的研究采用电子辐照！、 第1壁的结构材料7.作为反应堆结构材料除了 F离子辐照9和等离子体辐照19的实验方法，并积 应具备足够的力学性能、耐蚀性能外，还应具有良好 累了一定的数据资料.与其他低活性铁素体/马氏 的抗辐照的特点，即要求辐照损伤引起的性能变化 reduced activation ferritic/martensitic steel 小.所谓辐照损伤是指材料受载能粒子轰击后产生 RAFM)类似，CLAM钢具有很低的辐照肿胀率和较 的点缺陷和缺陷团及其演化的离位峰、层错、位错 好的抗辐照肿胀性能.但是，对于CLAM钢中的辐 环、贫原子区、微空洞和析出的新相等.辐照效应因 照缺陷的形成行为还缺乏系统的研究；尤其是在核 危及反应堆安全，深受反应堆设计、制造和运行人员 聚变堆环境中，由于核嬗变反应会产生大量的氢、氦 的关注，并成为反应堆材料研究的重要内容.聚变元素，有必要研究氢、氦元素对辐照缺陷行为的 堆结构材料的辐照性能是决定其能否最终获得应用 影响. 的关键性能指标之一.目前，由于缺乏与聚变中子 本工作的目的在于研究辐照对CLAM钢微观 能谱相似的中子源，一般采用超高压透射电子显微 结构的影响.采用氢离子辐照的方法研究辐照前后 镜、高能离子加速器、快中子堆、高通量中子堆或者 CLAM钢的微观结构变化：为了分析合金元素铬和 收稿日期：200804-15 基金项目：国家自然科学基金资助项目(N。.50771017):国家重点基础研究发展计划基金资助项目(No.2007ID102) 作者简介：乔建生(1965一)，男，博士研究生；万发荣(1955一)，男，教授，博士生导师，E-mail:wmfr@mter.ustb.adu.m氢离子辐照对 CLAM 钢微观结构的影响 乔建生1) 赵 飞1) 黄依娜1) 万发荣1 , 2) 龙 毅1) 1)北京科技大学材料科学与工程学院, 北京 100083 2)北京新能源材料与技术重点实验室, 北京 100083 摘 要 利用氢离子辐照的方法研究了 CLAM 钢的辐照缺陷形成行为.实验发现, 在基本成分的 CLAM 钢及添加 Si 的 CLAM 钢中都产生了辐照析出现象.耐腐蚀合金元素 Cr 是产生辐照析出的合金元素之一, 合金元素 Si 对于提高 CLAM 钢的 抗辐照析出性能具有显著作用. 关键词 氢离子辐照;CLAM 钢;辐照损伤;铬;硅 分类号 TG142.24;TL 61 +3 Effect of hydrogen ion irradiation on the microstructure of CLAM steel QIAO Jian-sheng 1), ZHAO Fei 1), HU ANG Y i-na 1), WAN Fa-rong 1 , 2), LONG Y i 1) 1)School of Mat erials Science and Engineering , University of S cience and Technology Beijing , Beijing 100083 , China 2)Beijing Key Lab of Advanced Energy Mat erial and Tech nology , Beijing 100083 , China ABSTRACT The microstructure of China low activ atio n martensitic steel (CLAM)w as investig ated after irradiation by hy drogen ions.After irradiation, precipitates were found in basic CLAM steel and in CLAM steel added silicon.Chromium is one of the alloy elements which increase precipitates after irradiation , but silicon is one of the alloy elements which suppress the damage of irradiatio n. KEY WORDS hydrogen io n irradiation ;CLAM steel;damage of irradiation ;chromium ;silicon 收稿日期:2008-04-15 基金项目:国家自然科学基金资助项目(No .50771017);国家重点基础研究发展计划基金资助项目(No .2007ID102) 作者简介:乔建生(1965—), 男, 博士研究生;万发荣(1955—), 男, 教授, 博士生导师, E-mail:w anfr @mat er .ustb.edu.cn CLAM(China low activation martensitic steel)钢 是在 F82H 、JLF -1 、EUROFER97 和 9Cr-2WVTa 基础上由中国自行研制开发的适用于核聚变反应堆 第 1 壁的结构材料[ 1-7] .作为反应堆结构材料除了 应具备足够的力学性能、耐蚀性能外,还应具有良好 的抗辐照的特点 ,即要求辐照损伤引起的性能变化 小.所谓辐照损伤是指材料受载能粒子轰击后产生 的点缺陷和缺陷团及其演化的离位峰 、层错、位错 环、贫原子区、微空洞和析出的新相等 .辐照效应因 危及反应堆安全 ,深受反应堆设计 、制造和运行人员 的关注 ,并成为反应堆材料研究的重要内容.聚变 堆结构材料的辐照性能是决定其能否最终获得应用 的关键性能指标之一.目前, 由于缺乏与聚变中子 能谱相似的中子源 ,一般采用超高压透射电子显微 镜、高能离子加速器、快中子堆 、高通量中子堆或者 散裂中子源等方法来模拟进行聚变堆材料辐照研 究 [ 8] . 对 CLAM 钢辐照性能的研究采用电子辐照 [ 1] 、 F 离子辐照 [ 9] 和等离子体辐照 [ 10] 的实验方法 ,并积 累了一定的数据资料.与其他低活性铁素体/马氏 体钢 (reduced activation ferritic/martensitic steel, RAFM)类似, CLAM 钢具有很低的辐照肿胀率和较 好的抗辐照肿胀性能 .但是 ,对于 CLAM 钢中的辐 照缺陷的形成行为还缺乏系统的研究;尤其是在核 聚变堆环境中,由于核嬗变反应会产生大量的氢 、氦 元素, 有必要研究氢 、氦元素对辐照缺陷行为的 影响. 本工作的目的在于研究辐照对 CLAM 钢微观 结构的影响 .采用氢离子辐照的方法研究辐照前后 CLAM 钢的微观结构变化 ;为了分析合金元素铬和 第 31 卷 第 4 期 2009 年 4 月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol .31 No.4 Apr.2009 DOI :10.13374/j .issn1001 -053x.2009.04.018