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。