金属学报  2006, Vol. 42 Issue (10): 1041-1045

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Hf对铁素体钢中辐照引起的晶间偏析的影响

吕 铮 R. G. Faulkner 坂口纪史 木下博嗣 高桥平七郎 P. E. J. Flewitt

Institute of Polymer Technology and Materials Engineering; Loughborough University; Loughborough; Lecestershire LE11 3TU; UK

Effect of Hafnium on Radiation-induced Inter-granular Segregation in Ferritic Steel

英国Loughborough University; Inst. Polymer Technology & Material Engineering

吕铮; R.G.Faulkner; 坂口纪史; 木下博嗣 ; 高桥平七郎; P.E.J.Flewitt . Hf对铁素体钢中辐照引起的晶间偏析的影响[J]. 金属学报, 2006, 42(10): 1041-1045 .

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 全文: PDF(185 KB)   摘要: 利用多束高压电镜（JEOL ARM1300）附带的离子加速器以250keV的Ni离子在300℃辐照含Hf和不含Hf的铁素体钢，以研究Hf的添加对铁素体/马氏体钢中由辐照引起的偏析的影响。用带有能量散射分析仪的场发射枪透射电镜测量了P、Si、Cr和Mo的晶界偏析。结果表明在不含Hf的钢中辐照引起较小原子（P）在晶界的富集和较大原子（Cr）在晶界的贫化。Hf的添加抑制了晶界上较小原子的富集和较大原子的贫化。提出一个辐照引起的非平衡偏析（RIS）模型以预测较小和较大原子在晶界的偏析行为。讨论和评估了Hf对自由迁移的缺陷数量的影响，以预测Hf对P、Cr等元素的晶界偏析行为的作用。对预测结果和实验数据作了比较。 关键词 ： Hf,  铁素体钢,  辐照,  晶间偏析     Abstract：Ferritic steels with and without hafnium (Hf) addition were irradiated by 250 keV nickel-ions at 300 oC in a ion accelerator attached to the Multi-beam High Voltage Electron Microscope (JEOL ARM1300) to study the influence of Hf additions on radiation-induced segregation in a ferritic/martenitic steel. Grain boundary segregation of phosphorus, silicon, chromium and molybdenum were measured by field emission gun transmission electron microscopy with an energy dispersive analyser. The results show that radiation induces the enrichment of undersized atoms (P) and the depletion of oversized atoms (Cr) in the materials without Hf addition. The addition of Hf suppresses radiation-induced undersized atom enrichment and oversized atom depletion. A radiation-induced non-equilibrium segregation (RIS) model is developed to predict undersized and oversized atom segregation behaviour at the grain boundary. The effect of hafnium on freely migrating defect population is discussed and estimated to indicate the effect of the element on segregation behaviour of the elements like P and Cr in the ferritic steel. The predicted results are compared with experimental data. Key words： hafnium    Radiation    Inter-granular Segregation    Ferritic Steel 收稿日期: 2006-03-23      ZTFLH:  TG142.2   服务 把本文推荐给朋友 加入引用管理器 E-mail Alert RSS 作者相关文章 吕铮 R.G.Faulkner 坂口纪史 木下博嗣 高桥平七郎 P.E.J.Flewitt 44.8K 链接本文: https://www.ams.org.cn/CN/Y2006/V42/I10/1041 [1]English C A,Ortner S R,Gage G,Server W L,Rosinski S T.ASTM STP 1405,2001 [2]Shoji T,Suzuki S,Raja K S.J Nucl Mater,1998;258-263:241 [3]Kato T,Takahashi H,Izumiya M.Mater Trans JIM,1991;32:921 [4]Kato T,Takahashi H,Izumiya M.J Nucl Mater,1992;189:167 [5]Kato T,Takahashi H,Izumiya M.J Atom Energy Soc Jpn,1992;34:889 [6]Fournier L,Sencer B H,Was G S,Simonen E P,Bruemmer S M.J Nucl Mater,2003;321:192 [7]Shigenaka N,Ono S,Isobe Y,Hashimoto T,Fujimori H,Uchida S.J Nucl Sci Technol,1996;33:577 [8]Watanabe H,Muroga T,Yoshida N.J Nucl Mater,1996;239:95 [9]Dumbill S,Hanks W.Proc 6th Int Symp on Environmental Degragdation of Materials in Nuclear Power System—Water Reactors,San Diego,CA,The Minerals,Metal & Materials Society,1993:521 [10]Lu Z,Faulkner R G,Sakaguchi N,Kinoshita H,Takahashi H,Flewitt P E J.J Nucl Mater,2004;329-333:1017 [11]Lee E H.Nucl Instrum Methods Phys Res,1999;151B:29 [12]Faulkner R G,Flewitt P E J,Lu Z.ASTM STP 1447,2004 [13]Faulkner R G,Song S H,Flewitt P E J.Mater Sci Technol,1996;12:904 [14]Ackland G J,Mendelev M I,Srolovitz D J,Han S,Barashev A V.J Phys:Condens Matter,2004;16:S2629 [15]Barashev A V.In:Ghoniem N M ed.,Proc 2nd Int Conf on Multiscale Materials Modelling,Los Angeles,California,USA:Mechanical & Aerospace Eng Dept,UCLA,2004:483 [16]Faulkner R G,Song S,Flewitt P E J,Victoria M,Marmy P.J Nucl Mater,1998;255:189 [17]Faulkner R G,Jones R B,Lu Z,Flewitt P E J.Philos Mag,2005;85:2065 [18]Goodwin C C.PhD Dissertation,Loughborough University,UK,1998 [19]Goodwin C C,Faulkner R G,Fisher S B.ASTM STP 1325,1999 [20]Faulkner R G,Morgan T S,Little E A.X-Ray Spectrom,1994;23:195 [1] 刘伟, 陈婉琦, 马梦晗, 李恺伦. 聚变堆用W在等离子体作用下的辐照损伤行为研究进展[J]. 金属学报, 2023, 59(8): 986-1000. [2] 韩恩厚, 王俭秋. 表面状态对核电关键材料腐蚀和应力腐蚀的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(4): 513-522. [3] 朱小绘, 刘向兵, 王润中, 李远飞, 刘文庆. 290℃氩离子辐照对Fe-Cu合金微观组织的影响[J]. 金属学报, 2022, 58(7): 905-910. [4] 刘续希, 柳文波, 李博岩, 贺新福, 杨朝曦, 恽迪. 辐照条件下Fe-Cu合金中富Cu析出相的临界形核尺寸和最小能量路径的弦方法计算[J]. 金属学报, 2022, 58(7): 943-955. [5] 张金钰, 屈启蒙, 王亚强, 吴凯, 刘刚, 孙军. 金属/高熵合金纳米多层膜的力学性能及其辐照效应研究进展[J]. 金属学报, 2022, 58(11): 1371-1384. [6] 易晓鸥, 韩文妥, 刘平平, FERRONIFrancesco, 詹倩, 万发荣. 金属W中辐照缺陷的产生、演化与热回复机制[J]. 金属学报, 2021, 57(3): 257-271. [7] 刘悦, 汤鹏正, 杨昆明, 沈一鸣, 吴中光, 范同祥. 抗辐照损伤金属基纳米结构材料界面设计及其响应行为的研究进展[J]. 金属学报, 2021, 57(2): 150-170. [8] 李天昕, 卢一平, 曹志强, 王同敏, 李廷举. 难熔高熵合金在反应堆结构材料领域的机遇与挑战[J]. 金属学报, 2021, 57(1): 42-54. [9] 梁晋洁, 高宁, 李玉红. 体心立方Fe中微裂纹与间隙型位错环相互作用的分子动力学模拟[J]. 金属学报, 2020, 56(9): 1286-1294. [10] 刘继召, 黄鹤飞, 朱振博, 刘阿文, 李燕. 氙离子辐照后Hastelloy N合金的纳米硬度及其数值模拟[J]. 金属学报, 2020, 56(5): 753-759. [11] 吴玉程. 核聚变堆用W及其合金辐照损伤行为研究进展[J]. 金属学报, 2019, 55(8): 939-950. [12] 邓平,孙晨,彭群家,韩恩厚,柯伟,焦治杰. 核用304不锈钢辐照促进应力腐蚀开裂研究[J]. 金属学报, 2019, 55(3): 349-361. [13] 张涛, 严玮, 谢卓明, 苗澍, 杨俊峰, 王先平, 方前锋, 刘长松. 碳化物/氧化物弥散强化钨基材料研究进展[J]. 金属学报, 2018, 54(6): 831-843. [14] 张天慈, 王海涛, 李正操, SCHUT Henk, 张征明, 贺铭, 孙玉良. 国产RPV钢铁离子辐照脆化行为的正电子湮灭研究[J]. 金属学报, 2018, 54(4): 512-518. [15] 耿遥祥,张志杰,王英敏,羌建兵,董闯,汪海斌,特古斯. 高Fe含量Fe-B-Si-Hf块体非晶合金的结构-性能关联[J]. 金属学报, 2017, 53(3): 369-375. Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed