Radiation induced segregation and precipitation behavior in self-ion irradiated Ferritic/Martensitic HT9 steel
Radiation induced segregation and precipitation behavior in self-ion irradiated Ferritic/Martensitic HT9 steel
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自离子辐照铁素体/马氏体 HT9 钢中的辐射诱导偏析和沉淀行为
DOI：
10.1016/j.jnucmat.2017.04.040
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发表时间：
2017
影响因子：
3.1
通讯作者：
Zheng C
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zheng C
在本研究中，铁素体/马氏体（F/M） HT9钢在420和440°C下，在600 nm深度照射到20个原子位移（dpa），在470°C下，在600 nm深度照射到1、10和20个原子位移（dpa）。表征是使用化学stem和原子探针断层扫描（APT）进行的，重点是辐射诱导的偏析和沉淀。在自离子辐照HT9中，除了极低剂量（1 dpa, 470°C）外，在缺陷汇（晶界、位错线、碳化物/基体界面）观察到Ni和/或Si的偏析以及富Ni、Si、Mn的g相析出。在Ni和/或Si分离的缺陷槽处，发现一些g相析出物异质成核。与以往文献报道的中子辐照HT9不同，自离子辐照HT9中未发现富cr α′相、χ-相、η相和空洞。观察到的微观结构的差异可能是由于离子辐照和中子辐照的辐照剂量率不同。此外，g相析出相的平均尺寸和数量密度对辐照温度和辐照剂量都很敏感。在相同辐照剂量下，随着辐照温度的升高，g相的平均尺寸增大，数量密度减小。在相同辐照温度下，随着辐照剂量的增加，平均粒径增大。
In this study, Ferritic/Martensitic (F/M) HT9 steel was irradiated to 20 displacements per atom (dpa) at 600 nm depth at 420 and 440 °C, and to 1, 10 and 20 dpa at 600 nm depth at 470 °C using 5 MeV Fe++ ions. The characterization was conducted using ChemiSTEM and Atom Probe Tomography (APT), with a focus on radiation induced segregation and precipitation. Ni and/or Si segregation at defect sinks (grain boundaries, dislocation lines, carbide/matrix interfaces) together with Ni, Si, Mn rich G-phase precipitation were observed in self-ion irradiated HT9 except in very low dose case (1 dpa at 470 °C). Some G-phase precipitates were found to nucleate heterogeneously at defect sinks where Ni and/or Si segregated. In contrast to what was previously reported in the literature for neutron irradiated HT9, no Cr-rich α′ phase, χ-phases, η phase and voids were found in self-ion irradiated HT9. The difference of observed microstructures is probably due to the difference of irradiation dose rate between ion irradiation and neutron irradiation. In addition, the average size and number density of G-phase precipitates were found to be sensitive to both irradiation temperature and dose. With the same irradiation dose, the average size of G-phase increased whereas the number density decreased with increasing irradiation temperature. Within the same irradiation temperature, the average size increased with increasing irradiation dose.
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