增材制造不锈钢的辐照损伤
2024.09.27
投稿：龚惠英部门：理学院浏览次数：
活动信息
报告题目 (Title)：增材制造不锈钢的辐照损伤
报告人 (Speaker)：宋淼（上海交通大学）
报告时间 (Time)：2024年09月28日(周六) 14:00-16:00
报告地点 (Place)：校本部GJ403
邀请人(Inviter)：潘晓敏
主办部门：理学院数学系
报告摘要：增材制造316L奥氏体不锈钢在轻水堆和液态金属冷却快堆中具有显著的应用潜力。因此，近年来许多研究者对增材制造316L不锈钢的辐照损伤进行了研究，但目前业内仍缺乏有关增材316L特征微观结构（如位错胞、元素偏析和氧化物夹杂）与辐照缺陷相互作用机制的理解。本研究旨在探究增材制造316L不锈钢微观结构的热稳定性及其对辐照行为的影响。
首先，采用热处理方法对选区激光熔融技术制备的316L不锈钢进行特有微观结构的分离解耦。根据表征结果，选定在650 ℃、800 ℃、950 ℃下1小时以及在1200 ℃下2小时这四种热处理工艺，这四种热处理后的样品分别对应去应力退火、位错胞壁元素偏析去除、位错胞壁位错密度减少和完全再结晶四种微观结构特征。不同的热处理样品在表征结果中显示的微观结构差异说明增材制造316L特有的微观组织具有不同的热敏感性。随后，在密西根离子束实验室，对原始样品和热处理后的样品在550 ℃下分别进行了3 MeV的He+和5 MeV的Fe2+辐照实验；其中He+离子的注量为2×1017 ions/cm2，Fe2+辐照的峰值剂量为115 dpa。表征结果显示在He+辐照的样品中，氦泡更倾向于聚集在位错胞壁附近；另外，经950 ℃和1200 ℃热处理的样品形成氦泡所需要的氦浓度阈值更高。在Fe2+辐照的样品中，经过完全再结晶热处理工艺后的增材制造316L不锈钢表现出更加优越的抗辐照肿胀性能。此外，在所有Fe2+辐照的样品中都观察到富含镍硅的团簇；其中，打印样品、经650 ℃和800 ℃热处理样品的空洞密度高，Ni和Si元素偏聚在空洞周围；而经950 ℃和1200 ℃热处理样品的辐照缺陷主要以位错环为主，Ni和Si元素倾向富集在位错环附近。
这些现象表明，增材制造316L不锈钢的辐照损伤行为与热处理工艺极为相关，通过热处理工艺实现微观结构的分离，有助于加深我们对增材制造316L不锈钢辐照损伤行为的理解。
