Tổng quan về măng nanô của các loại thép oxy hóa cường độ dispersion dưới tia ion

Pleiades Publishing Ltd - Tập 2017 - Trang 741-747 - 2018
N. N. Orlov1,2, S. V. Rogozhkin1,2, A. A. Bogachev1,2, O. A. Korchuganova1,2, A. A. Nikitin1,2, A. G. Zaluzhnyi1,2, M. A. Kozodaev1,2, T. V. Kulevoy1, R. P. Kuibeda1, P. A. Fedin1, B. B. Chalykh1, R. Lindau3, Ya. Hoffmann3, A. Möslang3, P. Vladimirov3
1Institute for Theoretical and Experimental Physics named by A.I. Alikhanov of National Research Centre “Kurchatov Institute”, Moscow, Russia
2National Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute), Moscow, Russia
3Karlsruhe Institute of Technology, Karlsruhe, Germany

Tóm tắt

Nghiên cứu đánh giá tính tiến hóa của măng nanô trong thép ODS1 Eurofer, ODS 13.5Cr và ODS 13.5Cr–0.3Ti dưới tia ion nặng tại 300 và 573 K thông qua phương pháp tổng quan máy tính nguyên tử. Các mẫu được chiếu xạ bởi các ion Fe2+ 5.6 MeV và Ti2+ 4.8 MeV với liều lượng khoảng ~1015 cm–2. Kết quả cho thấy số lượng các cụm nano tăng lên gấp 2–3 lần sau khi chiếu xạ. Thành phần hóa học của các cụm trong thép thay đổi sau khi chiếu xạ ở 300 K, trong khi thành phần hóa học của các cụm trong thép ODS 13.5Cr–0.3Ti vẫn không thay đổi sau khi chiếu xạ ở 573 K.

Từ khóa

#ODS steel #nanostructure evolution #ion irradiation #atom probe tomography #heavy ion irradiation

Tài liệu tham khảo

S. Ukai and M. Fujiwara, “Perspective of ODS alloys application in nuclear environments,” Nucl. Mater. 307, 749–767 (2002). R. L. Klueh, P. J. Maziasz, I. S. Kim, L. Heatherly, D. T. Hoelzer, and N. Hashimoto, “Tensile and creep properties of an oxide dispersion strengthened ferritic steel,” Nucl. Mater. 307–311, 773–777 (2002). R. Lindau, A. Möslang, M. Schirra, P. Schlossmacher, and M. Klimenkov, “Mechanical and microstructural properties of a hipped RAFM ODS-steel,” Nucl. Mater. 307–311, 769–772 (2002). S. V. Rogozhkin, A. A. Aleev, A. G. Zaluzhnyi, A. A. Nikitin, N. A. Iskandarov, P. Vladimirov, R. Lindau, and A. Möslang, “Atom probe characterization of nanoscaled features in irradiated ODS Eurofer steel,” Nucl. Mater. 409, 94–99 (2011). S. V. Rogozhkin, N. N. Orlov, A. A. Aleev, A. G. Zaluzhnyi, M. A. Kozodaev, R. P. Kuibeda, T. V. Kulevoy, A. A. Nikitin, B. B. Chalykh, R. Lindau, A. Möslang, and P. Vladimirov, “Nanostructure evolution in ODS eurofer steel under irradiation up to 32 dpa,” Phys. Met. Metallogr. 116 (1), 72–78 (2015). P. He, M. Klimenkov, R. Lindau, and A. Möslang, “Characterization of precipitates in nano structured 14% Cr ODS alloys for fusion application,” Nucl. Mater. 428, 131–138 (2012). T. Kulevoy, R. Kuibeda, G. Kropachev, A. Kozlov, B. Chalyh, A. Aleev, A. Fertman, A. Nikitin, and S. Rogozhkin, “ITEP MEVVA ion beam for reactor material investigation,” Rev. Sci. Instr. 81, 02B906 (2010). T. V. Kulevoy, B. B. Chalyhk, P. A. Fedin, A. L. Sitnikov, A. V. Kozlov, R. P. Kuibeda, S. L. Andrianov, N.N. Orlov, K. S. Kravchuk, S. V. Rogozhkin, A. S. Useinov, E. M. Oks, A. A. Bogachev, A. A. Nikitin, N. A. Iskandarov, and A. A. Golubev, “Surface modification of ferritic steels using MEVVA and duoplasmatron ion sources,” Rev. Sci. Instr. 87, 02C102 (2016). R. E. Stoller, M. B. Toloczko, G. S. Was, A. G. Certain, S. D. Dwaraknath, and F. A. Garner, “On the use of SRIM for computing radiation damage exposure,” Nucl. Instr. Met. Phys. Res. Sec. B 310, 75–80 (2013). K. Thompson, D. Lawrence, D. J. Larson, J. D. Olson, T. F. Kelly, and B. Gorman, “In situ site-specific specimen preparation for atom probe tomography,” Ultramicroscopy 107, 131–139 (2007). N. A. Bailey, E. Stergar, M. Toloczko, and P. Hosemann, “Atom probe tomography analysis of high dose MA957 at selected irradiation temperatures,” Nucl. Mater. 459, 225–234 (2015). M. K. Miller Atom Probe Tomography Analysis at the Atomic Level (Kluwer Acad. Plenum Publ., New York, 2000). S. V. Rogozhkin, A. A. Bogachev, D. I. Kirillov, A. A. Nikitin, N. N. Orlov, A. A. Aleev, A. G. Zaluzhnyi, and M. A. Kozodaev, “Effect of alloying with titanium on the microstructure of an oxide dispersion strengthened 13.5% Cr steel,” Phys. Met. Metallogr. 115 (12), 1259–1266 (2014). M. Klimenkov, R. Lindau, and A. Möslang, “New insights into the structure of ODS particles in the ODSEurofer alloy,” Nucl. Mater. 386–388, 553–556 (2009). T. Chen, E. Aydogan, J. G. Gigax, D. Chen, J. Wang, X. Wang, S. Ukai, F. A. Garner, and L. Shao, “Microstructural changes and void swelling of a 12Cr ODS ferriticmartensitic alloy after high-dpa self-ion irradiation,” Nucl. Mater. 467, 42–49 (2015).