1492 工程科学学报.第42卷，第11期 表211C-1Si不锈钢淬火温度对8-铁素体含量的影响 表311C-1Si不锈钢热处理温度对冲击韧性的影响 Table 2 Area fraction variation of 8-ferrite as a function of Table 3 Charpy impact energy of 11Cr-1Si steel after heat austenitization temperature of 11Cr-1Si steel treatment at various temperatures Austenitization temperature/C Area fraction of 8-ferrite/% Category Austenitization temperature Absorbing tempering temperature/C energy/J 900 14.9 950+750 64.02 950 13.7 Variation of austenitization 1000+750 50.15 1000 13.4 temperature 1050+750 15.30 1050 12.7 950+700 44.92 1100 14.8 Tempering temperature 950+750 64.02 variation 探究了不同调至热处理温度对最终力学性能的影 950+800 75.94 响.表3是不同淬火加热温度+相同回火温度和相 断口照片.可以看到当温度达到400℃以上时 同淬火加热温度+不同回火温度两类实验条件下 11Cr-1Si不锈钢室温冲击试验结果，可以发现随 11Cr-1Si不锈钢拉伸强度出现明显的下降，但是 着淬火加热温度升高，材料冲击韧性下降，且当加 在650℃时抗拉强度(Ultimate tensile strength,UTS) 热温度达到1050℃时由于高温铁素体的出现，材 和屈服强度(Yield strength,YS)仍有252MPa和 料冲击韧性出现显著恶化.此外还可以发现材料 172MPa,能够满足实际堆芯服役静强度设计要 冲击韧性在测试的温度范围内与回火温度存在正 求.从断后延伸率(Elongation,El)曲线和样品断口 相关关系.由于BCC结构的铁素体/马氏体不锈钢 扫描电镜照片可以发现，11Cr-1Si不锈钢整体塑 在辐照环境中会出现韧脆转变温度(DBTT)上升 性较好，不同温度下断口均由韧窝和撕裂棱组成， 的问题例，因此合金低温状态的脆性对于服役安全 为典型的韧性断裂 至关重要.此外由于回火温度与强度存在负相关 3液态铅铋相容性 关系，为获得良好的强韧性匹配，根据目前的研究 结果，11Cr-1Si不锈钢推荐采用950℃淬火+750℃ 3.1静态腐蚀行为 回火作为调质热处理的工艺温度 11Cr-1Si不锈钢是在912 Cr CNS低活化不锈 图5是经过调质热处理(950℃/60min+750℃/ 钢的基础上调整成分组成后制备而成，为了表征 120min)的样品室温到650℃的拉伸性能及样品 成分优化对抗腐蚀性能的提升程度，静态腐蚀实 (a)800 -UTS (b) 600 60 500 ans ajist 400 300 200 100 0100200300400500600700 Temperature/.℃ (d (e) 图511Cr-1Si不锈钢拉伸性能及不同温度样品断口扫描电镜照片.(a)拉伸实验结果：(b)室温：(c)200℃：(d)400℃：(e)600℃：(f)650℃ Fig5 Tensile properties and SEM images of fracture surface of 11Cr-1Si steel at different temperatures:(a)tensile results,(b)room temperature. (c)200℃，(d)400℃：(e)600℃：()650℃探究了不同调至热处理温度对最终力学性能的影 响. 表 3 是不同淬火加热温度+相同回火温度和相 同淬火加热温度+不同回火温度两类实验条件下 11Cr−1Si 不锈钢室温冲击试验结果，可以发现随 着淬火加热温度升高，材料冲击韧性下降，且当加 热温度达到 1050 ℃ 时由于高温铁素体的出现，材 料冲击韧性出现显著恶化. 此外还可以发现材料 冲击韧性在测试的温度范围内与回火温度存在正 相关关系. 由于 BCC 结构的铁素体/马氏体不锈钢 在辐照环境中会出现韧脆转变温度（DBTT）上升 的问题[9] ，因此合金低温状态的脆性对于服役安全 至关重要. 此外由于回火温度与强度存在负相关 关系，为获得良好的强韧性匹配，根据目前的研究 结果，11Cr−1Si 不锈钢推荐采用 950 ℃ 淬火 +750 ℃ 回火作为调质热处理的工艺温度. 图 5 是经过调质热处理（950 ℃/60 min+750 ℃/ 120 min）的样品室温到 650 ℃ 的拉伸性能及样品 断口照片. 可以看到当温度达到 400 ℃ 以上时， 11Cr−1Si 不锈钢拉伸强度出现明显的下降，但是 在 650 ℃ 时抗拉强度（Ultimate tensile strength, UTS） 和屈服强度 （ Yield strength, YS） 仍 有 252 MPa 和 172 MPa，能够满足实际堆芯服役静强度设计要 求. 从断后延伸率（Elongation, El）曲线和样品断口 扫描电镜照片可以发现，11Cr−1Si 不锈钢整体塑 性较好，不同温度下断口均由韧窝和撕裂棱组成， 为典型的韧性断裂. 3    液态铅铋相容性 3.1    静态腐蚀行为 11Cr−1Si 不锈钢是在 9/12Cr CNS 低活化不锈 钢的基础上调整成分组成后制备而成，为了表征 成分优化对抗腐蚀性能的提升程度，静态腐蚀实 (a) (b) (d) (e) (f) (c) 100 300 400 500 600 700 200 20 μm 20 μm 20 μm 20 μm 20 μm 0 100 200 300 400 500 600 800 0 20 40 60 80 700 Tensile strength/MPa Elongation/ % Temperature/℃ UTS YS El 图 5    11Cr−1Si 不锈钢拉伸性能及不同温度样品断口扫描电镜照片. （a）拉伸实验结果；（b）室温；（c）200 ℃；（d）400 ℃；（e）600 ℃；（f）650 ℃ Fig.5     Tensile  properties  and  SEM  images  of  fracture  surface  of  11Cr−1Si  steel  at  different  temperatures:  (a)  tensile  results;  (b)  room  temperature; (c) 200 ℃; (d) 400 ℃; (e) 600 ℃; (f) 650 ℃ 表 2    11Cr−1Si 不锈钢淬火温度对 δ-铁素体含量的影响 Table 2    Area  fraction  variation  of  δ-ferrite  as  a  function  of austenitization temperature of 11Cr−1Si steel Austenitization temperature/℃ Area fraction of δ-ferrite/% 900 14.9 950 13.7 1000 13.4 1050 12.7 1100 14.8 表 3    11Cr−1Si 不锈钢热处理温度对冲击韧性的影响 Table 3    Charpy  impact  energy  of  11Cr−1Si  steel  after  heat treatment at various temperatures Category Austenitization temperature + tempering temperature/℃ Absorbing energy/J Variation of austenitization temperature 950 + 750 64.02 1000 + 750 50.15 1050 + 750 15.30 Tempering temperature variation 950 + 700 44.92 950 + 750 64.02 950 + 800 75.94 · 1492 · 工程科学学报，第 42 卷，第 11 期