核反应堆压力容器模拟钢中富Cu纳米团簇析出早期阶段的研究

采用调质处理后热时效模拟方法,用原子探针层析成像技术研究了核反应堆压力容器模拟钢中富铜纳米团簇的析出过程.模拟钢经880℃加热水淬,660℃高温回火调质处理,并经400℃时效处理1000 h后基体中析出了富铜纳米团簇.使用MSEM(maximum separation envelope method)方法重点研究了富铜纳米团簇在析出早期阶段成分变化规律.结果表明,富铜纳米团簇容易在镍含量较高的位置形核,并随着富铜纳米团簇中铜原子聚集程度的增加,纳米团簇中心处铜含量逐渐增加,镍含量逐渐减少;在纳米团簇与α--Fe基体界面处,镍和锰含量逐渐增加,形成了富镍和富锰包裹富铜纳米团簇的结构.结合实验结果讨论了压力容器钢中合金元素镍及杂质元素磷会增加中子辐照脆化敏感性的原因.

热等静压温度对14Cr-ODS钢显微组织及力学性能的影响

本实验首先利用激光粒度仪、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等研究了氧化物弥散强化(Oxides dispersion streng-thened,ODS)钢过饱和固溶体合金粉的球磨工艺,再利用电子背散射衍射(EBSD)、透射电镜(TEM)、高角环形暗场像(HAADF)、小角度X射线散射(SAXS)等实验方法研究热等静压(HIP)温度对14Cr-ODS钢微观结构和力学性能的影响。实验结果表明,合金粉经过50 h球磨后符合制备ODS钢的各项要求。900℃和1200℃下热等静压成型的14Cr-ODS钢的晶粒尺寸分别为0.4μm、1.2μm。两种温度下热等静压成型的14Cr-ODS钢中均含有富Y-Ti-O纳米团簇、Y 2Ti 2O 7及大尺寸的富Cr-Ti-O相。900℃下HIP成型14Cr-ODS钢样品中富Y-Ti-O纳米团簇的分布密度为4.96×10^24个/m^3。随着热等静压温度的升高,富Y-Ti-O纳米团簇尺寸长大、分布密度降低。900℃下热等静压成型的样品的维氏硬度略高,抗拉强度更强。

14YWT-ODS铁素体钢的高温稳定性

通过机械合金化(MA)和热等静压(HIP)技术制备14 YWT-ODS铁素体钢,将其分别在1100、1200和1300℃真空退火1 h并测试显微硬度,用原子探针层析技术(APT)对这些样品进行分析。结果表明,与HIP态样品相比,1100℃退火样品硬度略有降低,1200℃退火样品硬度下降明显,1300℃退火样品硬度显著下降;1100℃退火样品中Y-Ti-O纳米团簇大小未发生明显变化,高于1200℃退火时,样品中Y-Ti-O团簇粗化明显,数量密度显著降低。

9Cr-ODS钢中纳米析出相的SAXS和TEM研究

对球磨不同时间的雾化合金粉采用热等静压烧结方法制备9Cr-ODS钢.利用高能同步辐射小角X射线散射(SAXS),配合高分辨透射电镜(HRTEM),高角环形暗场(HAADF)像和电子背散射衍射(EBSD)研究了不同球磨时间合金粉制备的9Cr-ODS钢中纳米析出相的特征及其对组织和性能的影响.SAXS和TEM实验结果表明,9Cr-ODS钢中富Y-Ti-O纳米团簇的尺寸随着球磨时间的延长不断下降,分布密度峰值逐渐升高,球磨20 h样品中富Y-Ti-O纳米团簇的分布密度峰值达到2.93×1023m-3;烧绿石结构Y2Ti2O7相的分布密度峰值在球磨8 h样品中最高(1.03×1022m-3);少量大尺寸富Ti,Al和O的析出相的分布密度随着球磨时间延长而增加,出现核壳结构.晶粒尺寸随着球磨时间的延长而细化,屈服强度随着球磨时间的延长而升高.富Y-Ti-O纳米析出相对材料强度的贡献占主导地位.

纳米结构14Cr-ODS铁素体钢的制备与微观结构

采用机械合金化和热等静压技术制备纳米结构14Cr-ODS铁素体钢,利用SEM,XRD和EDS等手段分析了机械合金化过程中粉末形态和结构的变化以及合金元素的固溶情况,通过TEM研究了14Cr-ODS铁索体钢的微观结构及其在短时高温下的稳定性.结果表明,元素粉末经机械合金化过程中发生反复的冷焊和断裂导致粉末尺寸先增加(0-2 h)后下降(2-70 h),晶粒尺寸随球磨时间的增加而减小,同时Cr,W和Y_2O_3等固溶入Fe基体中.纳米结构14Cr-ODS钢中存在3种析出相:极高密度的、尺寸在几个纳米的富Y-Ti-O团簇,少量Y_2Ti_2O_7析出相和块状富Cr-Ti相.经1250℃,8 h短时高温热处理后,纳米团簇显示出了良好的稳定性,Y_2Ti_2O_7相的密度增加.

时效时间对Fe-Al-Mn-C轻量高锰钢组织以及力学性能的影响

文中通过OM、SEM、XRD、小角中子衍射、拉伸等试验方法对不同时效态下的Fe-10Al-15Mn-0.8C-5Ni-1.4Cu轻量高锰钢进行组织和力学性能的研究。Fe-10Al-15Mn-0.8C-5Ni-1.4Cu钢的密度为6.79 g/cm^3。时效处理后,奥氏体晶粒边界出现碳化物,随着保温时间的延长碳化物长大且变得连续。550℃时效2 h后,铁素体内有富铜纳米团簇的析出,导致了铁素体的硬度有所增加,而奥氏体的硬度几乎没有变化。时效后晶界上碳化物的析出使得时效后塑性较差,试样均呈现脆性断裂。