聚变堆第一壁用纳米结构ODS钢的发展与前瞻 - 图文-

1、 1110 原子能科学技术 第 45 卷 8 纳米 ODS 钢发展需解决的主要问题 目前 , 学术界已认识到, 纳米结构 ODS 钢 2 to r sy stems J . J Nucl M ater , 2007, 367 370: 11 20. L IT T L E E A . Neutro n irr adiation hardening in iro ns and fer ritic steels J . Int M et Rev, 1976, 21: 25 60. 3 M A NSU R L K. M echanisms and kinet ics of ra diation eff

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8、主要是通过优化合金元素 和热等静 压/ 热挤压工艺 , 以形成更细的弥散强化相 , 但 效果并不明显 , 需另辟蹊径。国内已有人提出 用 快 速 固 体 化 技 术 构 建 超 细 晶 粒 ( 100 500 nm 纳米结构 ODS 钢的新思路。 2 优化和稳定制备技术。研究发现, 即使 相同的成分和制备工艺 , 其高温拉伸强度和蠕 变强度也会有很大差别 , 因此须严格控制影 响材料性能的因素, 包括总氧含量和T i 量。 3 减轻和消除材料结构和性能 的各向异 性。挤压通常产生晶粒和性能的各向异性 , 导 致蠕变强度、 延展性、 断裂韧性等性能出现方向 性差异。为了构建具有等轴微观结构的产品

9、 , 需认真选择热机械处理的操作工艺和后续再结 晶处理。从工艺上解决各向异性主要是采用复 杂的后续热处理 / 热机械处理 , 但这又增加了技 术成本。需寻求新的固体化工艺, 备选的固体 化技术包括扩散焊和摩擦震动焊。 4 建 立结构 性能关系, 深化微 观结构及 其对性能影响的研究。合金组成和工艺设计必 须考虑相的组成 ( 包括服役过程中形成的相 和 组织缺陷对合金整体性能的影响; 微观结构也 是获得理想的使用性能的基础。关键是建立成 分、 工艺、 结构、 性能之间的相互关系, 以设计和 制备具有所需性能的 ODS 钢。 5 关键性能的稳定性研究 , 包括长期蠕变 速率和破断时间、 疲劳和蠕变

10、疲劳、 腐蚀、 亚临 界开裂以及长期大剂量辐照和高温环境对微观 结构和性能的影响。 解决这些问题需深入的基础研究和制备工 艺的优化与创新。随着国际社会对核材料发展 的重视, 纳米 ODS 钢的快速发展是可期待的。 参考文献 : 1 W AS G S. M ater ials deg radation in fission reac tor s: L essons lear ned of relevance to fusion reac 2 2 sta inless steels J . J Nucl M ater, 2003, 317: 第 9期 吕 铮 : 聚变堆第一壁用纳米结构 O DS

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