基于数字信号处理的核反应堆压力容器钢辐照脆化的巴克豪森噪声检测仪

为了开发用于检测核反应堆压力容器(RPV)钢辐照脆化的便携式巴克豪森噪声无损检测仪,设计了MBN信号传感模块和信号调理模块,结合高性能的数字信号处理器,实现了产生激励信号、采集巴克豪森信号、处理与存储数据及实时显示信号的功能。为了验证该仪器的有效性及可靠性,制备了RPV钢试样,并对其辐照脆化倾向程度进行了检测。试验结果表明,基于DSP处理器的RPV钢辐照脆化检测仪具有较高的检测精度和较快的数据处理能力,为巴克豪森无损检测奠定了良好基础。

核反应堆压力容器模拟钢中纳米富Cu相的变形特征

提高了Cu含量的核反应堆压力容器(reactor pressure vessel,RPV)模拟钢样品,经过880 cC水淬、660℃调质处理和400℃1000～4000 h的等温时效处理,观察到纳米富Cu相的析出;随后进行20%～30%冷轧变形,采用萃取复型(extractionreplica,ER)和高分辨透射电镜(high resolution transmission electron microscopy,HRTEM)的方法研究纳米富Cu相的变形特征.研究结果表明,镶嵌在α-Fe基体中的纳米富Cu相,在冷轧变形时的变形机制较为复杂,存在多种变形方式.当纳米富Cu相的晶体处于有利取向时,可以跟随基体一起发生滑移变形,表现为"软"颗粒的特性;当晶体处于不利取向时,会发生孪生变形,甚至诱发马氏体相变,有时生成"轮毂辐条"状的孪晶结构,大大提高了纳米富Cu相继续变形时的抗力,表现为"硬"颗粒的特征,因而析出纳米富Cu相会产生明显的强化作用.

核反应堆压力容器模拟钢中富Cu原子团簇的析出与嵌入原子势计算

利用原子探针层析技术(APT)和热处理时效方法,研究了合金元素Ni对核反应堆压力容器模拟钢中富Cu原子团簇析出的影响.实验结果表明,添加合金元素Ni(0.84wt%)的样品中析出富Cu原子团簇的数量密度高于不添加Ni的样品,富Cu原子团簇内以及团簇和基体界面处都有Ni元素的富集现象,这说明合金元素Ni会促使富Cu原子团簇的析出.从多体势的角度出发,利用嵌入原子势理论,基于纯金属元素Fe,Cu,Ni的多体势参数,建立了Fe-Cu二元和Fe-Cu-Ni三元体系的嵌入原子多体势.计算结果表明,当模拟合金中存在1at%Ni时有利于富Cu原子团簇的析出,这与实验结果相符.

钢铁材料中第二相颗粒强韧化的研究进展

第二相颗粒是钢材强韧化的重要方法,可以同时兼顾钢材的强度、韧性以及其他服役性能。随着近年来对钢材强度要求的提高,研究人员开发出了一大批新型钢铁材料,第二相颗粒强韧化在这些新型钢材中亦发挥了重要作用。但与此同时,在这些新型钢铁材料中,第二相颗粒强韧化也面临着诸多挑战与机遇:纳米尺度颗粒的表征与调控、第二相颗粒与多相微观组织的相互作用以及钢材服役性能的优化等等。通过汽车轻量化用钢、超高强度马氏体时效钢、核反应堆用钢、高模量钢等不同钢材,总结了第二相颗粒对新型钢铁材料的强度、韧性、焊接性、成形性、抗氢致延迟断裂、蠕变、抗辐射损伤等性能的影响,并结合这些新型钢铁材料独特的微观组织、制备工艺、服役环境等特点,分析了其第二相颗粒强韧化的机理以及尚待解决的问题,旨在为钢中第二相颗粒强韧化领域的进一步研究与发展提供参考。