坡口形状对CLAM钢焊缝抗辐照损伤性能的影响

为探究坡口形状对中国低活化马氏体(CLAM)钢焊缝辐照损伤性能及辐照硬化性能的影响,采用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、透射电子显微镜(TEM)、掠入射X射线衍射(GIXRD)和纳米压痕技术等方法,研究了在室温下经能量为70 keV、剂量为1×10¹⁷ions/cm²的He⁺辐照后,V型、U型和双U型坡口CLAM钢焊缝的辐照损伤情况及力学性能。结果表明,离子辐照后,不同坡口形状焊缝金属中均产生了氦泡、析出物等缺陷,力学性能呈现出不同程度的降低。与V型和U型坡口焊缝相比,双U型坡口焊缝辐照后焊缝内部缺陷分布更均匀、尺寸更小。这是由于在三类焊缝中,双U型坡口焊缝热输入更小,焊缝晶粒组织相对较小,晶界密度更高。更高密度的晶界阻碍了缺陷间的相互聚集,减小了缺陷的尺寸。辐照后双U型坡口焊缝表面粗糙度最低,氦泡、析出物尺寸最小,衍射峰偏移量、宽化率最低,表面硬度最低,抗辐照硬化性能最好。这表明通过控制焊接坡口的形状,细化焊缝晶粒组织,可显著提升焊缝抗辐照损伤性能及抗辐照硬化性能。     

304奥氏体不锈钢离子辐照后超显微硬度和微结构变化

对304奥氏体不锈钢进行固溶处理及随后的铁离子和氦离子辐照,并对三种处理试样进行超显微硬度测量和透射电镜下微观组织的观察.结果发现,相同的辐照能量和剂量下,两种离子辐照的硬化效果和微结构有较大的差异.铁离子辐照后试样的较浅层的硬化效果更显著,氦离子辐照后试样的较深层硬化效果更高些;铁离子辐照后试样表层辐照缺陷主要由高密度位错和位错缠结构成,氦离子辐照后表层辐照缺陷主要由细小致密的黑斑构成.     

奥氏体不锈钢焊接接头辐照偏析和辐照硬化的研究

为探究奥氏体不锈钢焊接接头辐照后的晶界偏析和硬化规律,实验采用剂量为2×10~(17)n/cm~2、100 keV的He~+对三组不同焊接参数的316L焊接接头进行辐照,并对其辐照前后的硬度、微观结构和晶界成分进行了表征。辐照后焊接接头的TEM结果表明出现了位错环、位错缠结、位错墙、位错胞和氦泡等辐照诱导的特征微结构,但其尺寸和密度与焊接参数并无明显的关联;晶界的EDS数据表明,辐照诱导的偏析会导致焊缝原本富Cr贫Ni的晶界出现富Ni贫Cr的现象;辐照前后的显微硬度数据表明,辐照后硬度的增量随着热输入增大而减小。因此,奥氏体不锈钢焊接接头辐照偏析和辐照后显微结构的变化与普通奥氏体不锈钢类似;晶粒尺寸随着焊接热输入减小而减小,而晶粒细化使晶粒内位错通道密度增大,辐照产生的高密度缺陷对位错滑移的阻碍作用就越明显,则辐照硬化增量会随着热输入的增大而减小。     

氘和氦离子辐照下CLAM钢的辐照硬化与微结构演变

结合先进电子显微术和纳米压痕分析,对低活化马氏体CLAM钢的辐照行为进行了研究。在室温下对CLAM钢进行了单一注D+、单一注He+以及先注D+后注He+三种方式的离子辐照。纳米压痕硬度结果显示,离子辐照后的CLAM钢均产生了明显的硬化。通过对纳米压痕硬度曲线的拟合,得到各离子辐照后的硬化率。结果表明,注D+的辐照硬化程度最低,而注He+与D+、He+共同辐照的硬化程度均很明显。微观结构分析表明,沿离子注入深度方向,辐照缺陷密度逐渐增加然后减少;在注入深度峰值附近,产生了数密度较多的缺陷。对于单独注入He+离子以及先注D+后注入He+的CLAM钢,都产生了大量细小弥散的He泡,并且由于离子协同效应后者出现深度较浅的泡;单独注入D+的CLAM钢,并没有出现泡。注He+样品中既有位错环也有He泡,硬化效应比只有位错环的注D+样品明显;而先注D+后注He+的样品,由于注D+产生的缺陷在后续注He+时会有一定的回复,硬化效果不是注D+和注He+的简单叠加,体现出协同效应。     

焊丝成分对T91/316L异种钢焊接接头微观组织和力学性能的影响

T91马氏体钢与316L奥氏体钢异种钢的焊接主要应用于超超临界机组(USC)和核电领域中的加速器驱动次临界洁净核能系统(ADS)。本研究采用ER309L、ER316L和ERNiCr-3三种不同的焊丝,使用钨极氩弧(TIG)焊对T91马氏体不锈钢和316L奥氏体不锈钢进行了焊接,并对焊接接头进行了微观组织和力学性能分析,同时研究了焊后热处理对焊接接头的影响规律。研究结果表明,使用三种焊丝获得的焊缝的微观组织都是粗大的奥氏体枝晶,且其枝晶的晶粒垂直于熔合线往焊缝中心生长。焊态下焊接接头拉伸试样在T91侧的粗晶热影响区(CGHAZ)发生脆性断裂,经过焊后热处理(750 ℃/1 h)的焊接拉伸试样的韧性断裂均发生在316L母材处,且抗拉强度显著上升,这表明焊后热处理能够提高T91/316L异种钢焊接接头的拉伸性能。在未焊后热处理状态下,使用ERNiCr-3焊丝获得的焊接接头焊缝的冲击性能优于其他焊丝。焊态下焊接接头硬度在T91侧熔合线处显著升高,而焊后热处理后T91侧熔合线处的硬度凸起几乎消失。     

He+辐照对CLAM钢焊缝微观组织和性能的影响

在室温下用强度为70 ke V的He⁺辐照CLAM钢焊缝,使用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和连续刚度纳米压痕技术(CSM)对其表征,研究了He⁺辐照对CLAM钢焊缝的微观组织和性能的影响。结果表明,随辐照剂量的增大焊缝表面黑色孔洞的尺寸增大、密度提高;辐照剂量为1×10¹⁷ions·cm^-2时,在两种焊缝中形成的位错环的尺寸分别约为18.97 nm、15.73 nm,数密度分别约为2.24×10²¹m^-3、1.78×10²¹m^-3,氦泡引起的辐照肿胀率分别约为1.7%和0.4%;辐照缺陷(位错环、氦泡)导致的辐照硬化率分别为49.0%和29.9%。与焊态焊缝相比,调质处理态焊缝的辐照损伤较弱,在一定程度上表明经调质处理后焊缝的抗辐照性能有所提高。     

奥氏体不锈钢辐照肿胀和偏析的研究进展

随着社会对能源需求的增加,核能作为一种可大规模替代传统化石能源的清洁能源备受关注.目前我国正在大力推动第四代先进核反应堆技术的研发,这对反应堆结构材料的性能提出了更高的要求.由于反应堆堆芯的强烈辐照,作为堆芯结构材料的奥氏体不锈钢长期服役会发生辐照损伤现象,尤其是辐照肿胀和偏析,威胁反应堆运营安全.研究发现,奥氏体不锈钢的辐照肿胀和偏析现象与辐照剂量、辐照温度、合金元素成分等密切相关.对于辐照肿胀,常用冷加工和添加合金元素等方法进行控制,其中15-15Ti奥氏体不锈钢能够承受大于100 dpa的辐照剂量,被选为快堆候选包壳材料.但这两种方法开发的奥氏体不锈钢仍未达到先进核反应堆对奥氏体不锈钢抗辐照性能的要求,为此需要对控制所有辐照损伤效应的点缺陷的扩散行为进行更深入的系统和实验分析,以深入理解辐照肿胀现象.对于辐照偏析,其产生机制一直存在争议,主要有空位机制和间隙原子机制两种观点,但奥氏体不锈钢的辐照偏析很可能是这两种机制混合控制的结果,为此仍需进一步建立更优化的动力学模型进行研究.此外,近期研究表明辐照缺陷的一维迁移现象可能与辐照损伤密切相关,但仍存在一些细节需要进一步的实验研究.本文阐述了奥氏体不锈钢发生辐照肿胀和偏析的相关影响因素,分析了控制辐照肿胀的现有手段的不足,总结了辐照偏析发生机制的争议和相关进展,归纳了奥氏体不锈钢抗辐照性能研究存在的问题并对未来的研究方向进行了展望.     

304不锈钢箔材在不同应变速率下的拉伸性能研究

304不锈钢是一种常用的奥氏体不锈钢.在拉伸应变过程中,应变速率的变化会诱发马氏体转变量和转变速率,以及内部组织滑移线、位错、层错、形变孪晶密度的转变量和转变速率的不同,从而表现出不同的应变硬化行为.本文针对0.1 mm厚度304奥氏体不锈钢箔材,从断后伸长率,断面收缩率,屈服强度,抗拉强度及硬化指数5个方面,研究了室温条件下不同应变速率对其拉伸性能的影响.实验结果表明：马氏体转变理论同样适用于304奥氏体不锈钢箔材, 且0.1 mm厚度304不锈钢存在“越薄越脆,越小越强”的尺寸效应现象;同时,0.1 mm厚度304奥氏体不锈钢箔材拉伸力学性能随应变速率的变化主要表现在以下几方面：断后延伸率和断面收缩率均随着应变速率的增加而降低;低应变速率时,随着应变速率的增加屈服强度增大,而抗拉强度随应变速率的提高呈现减弱的相反规律;高应变速率下,304奥氏体不锈钢的强度主要由材料本身性能决定,应变速率的改变对强度的影响较小;准静态低应变速率下,硬化指数随应变速率增大而升高,较高应变速率下,硬化指数与应变速率变化无关.     

T91铁素体耐热钢过冷奥氏体转变过程中临界冷却速度的研究

利用DIL805A/D高精度差分膨胀仪,通过线膨胀行为测量与微观组织分析,获得T91铁素体耐热钢连续冷却转变过程中相关动力学信息,结合冷却后T91钢组织特征,确定了T91钢过冷奥氏体转变过程中的临界冷却速度.研究表明:T91钢过冷奥氏体连续冷却过程中只存在铁素体和马氏体转变区,而不出现贝氏体和珠光体转变.在冷却速度为10K/min时该钢获得完全板条马氏体组织,9K/min时组织中开始出现铁素体,即10K/min可以定为T91钢奥氏体向马氏体转变的上临界冷却速度;当冷却速度介于3～9K/min时为马氏体和铁素体的混合组织,冷却速度为2K/min时T91钢中不存在马氏体转变,室温组织为铁素体,即2K/min可以定为T91钢奥氏体向马氏体转变的下临界冷却速度.     

奥氏体不锈钢焊缝的超声相控阵检测及定量分析

奥氏体不锈钢管道焊缝缺陷的检测已引起无损探伤人员的密切关注.今利用超声相控阵技术对奥氏体不锈钢管道焊缝缺陷进行检测,并与20#碳钢检测成像效果进行比对.结果表明,相控阵超声波在20#碳钢中有很好的穿透性,而在奥氏体不锈钢焊缝中超声波信号衰减较为严重.奥氏体不锈钢焊缝区域缺陷信号信噪比最大值为9dB,当探伤深度大于30mm时,其信号衰减符合衰减方程描述.对于焊缝区域深度大于50mm,尺寸小于2mm的横通孔,超声相控阵技术无法清晰地探伤到此类缺陷.对于奥氏体不锈钢焊缝,横波检测成像的信噪比要高于纵波.     

国产压力容器材料辐照性能研究

压力容器是压水堆核电站全寿期不可更换的关键部件,是核电站安全与寿命的决定因素之一。在长期服役过程中,引起压力容器性能下降的最主要因素是长时间大剂量高能量中子的辐照。辐照将引起压力容器材料韧性降低、脆性升高,从而增加压力容器脆性断裂的潜在危险。因此,压力容器材料抗辐照脆化能力一直是该领域国内外关注的焦点之一。文章针对国产压力容器材料,开展了一定剂量水平(约3×1019n/cm2,E≥1 M eV)的研究堆加速辐照考验,进行了辐照后材料力学性能测试分析,包括冲击性能,动态断裂韧性,以及疲劳性能。同时,将辐照后性能测试结果与辐照前进行对比,分析评价了国产压力容器材料的抗辐照性能。     

稀土永磁材料辐照效应研究进展

稀土永磁材料以其优异的磁性能而日益得到广泛的应用,人们对其在各种环境下的磁性能稳定性,包括辐照环境下的性能越来越关注.本文对稀土永磁材料的辐照效应研究进行了回顾,包括质子、中子、电子、γ-射线与X-射线辐照的影响,并总结了稀土永磁材料辐照损伤机理方面的研究,指出为提高稀土永磁材料的抗辐照能力,还需深入研究以揭示辐照损伤机理.     

Effect of intense laser and energetic ion irradiation on Raman modes of Multiwalled Carbon Nanotubes

The effects of intense laser and energetic ion irradiation on Raman vibrational modes of Multiwalled Carbon Nanotubes have been investigated. The intensity ratio of D and G modes decreases with increase in laser power density and remains almost constant with decrease of laser power density. The intensity ratio of D mode to G mode for ion irradiated Multiwalled Carbon Nanotubes decreases at low fluence (4 × 10¹¹ ions/cm²) and increases further with increase in ion fluence. The results show that ion irradiation at low fluence and laser irradiation lead to purification/ordering of the nanotubes.     

γ辐照和电子束辐照对猪肉火腿肠质量的影响研究

比较研究了经不同剂量的γ辐照(GR)(0,5,10,15,20 kGy)和电子束辐照(EB)(0,5,10,15,20kGy)处理的猪肉火腿肠在30℃下储藏10 d过程中的品质(TBARS值、硬度、色泽),感官特性和细菌总数的变化.结果显示,GR辐照与EB辐照对猪肉火腿肠在储藏过程中脂质氧化、硬度、色泽和感官特征变化的影响相似(P≥0.05);然而,经GR辐照处理的样品的细菌总数显著小于经EB辐照处理的样品细菌总数(P<0.05),并且当GR辐照剂量增至10 kGy,样品中细菌总数得到有效抑制,而对火腿肠的品质和主要感官特征(色泽,咀嚼性和味道)没有显著影响(P≥0.05).     

Mutual irradiation surfaces of elementary strips of coaxial circular cones

Exact formulas for calculating the mutual irradiation surfaces and the coefficients of irradiation of the elementary strips of coaxial circular cones have been obtained. Formulas for the special case of calculating the elementary strips of coaxial circular cylinders are presented. Translated from Inzhenerno-Fizicheskii Zhurnal, Vol. 82, No. 2, pp. 398–402, March–April, 2009.     

Radiation effects in nuclear reactor materials—correlation with structure

A review of radiation effects in nuclear reactor materials has been made; the irradiation effects have been correlated with the crystal structure of the materials. Five phenomena, irradiation hardening, irradiation embrittlement, irradiation creep, irradiation growth and void swelling that occur in materials by neutron irradiation in a reactor environment have been discussed with a view to explaining the physics of the phenomena and the engineering consequences. Metallurgical approaches for improving the irradiation performance of materials and for developing new alloys with better resistance to radiation damage have been pointed out.     

聚乙烯辐照交联的研究进展

简要介绍了辐照交联基本反应原理,评述了在辐照作用下聚乙烯结构尤其是结晶形态的变化,讨论了辐照交联对聚乙烯机械力学性能的影响,并展望了辐照交承聚乙烯研究及应用前景。     

电子束辐照对BBO晶体一阶超极化率的影响

与传统热力学方法不同,本文从辐照电场角度出发研究电子束辐照对BBO(β-BaB2O4)材料的非线性性能影响。利用量子化学方法和有限场方法计算其一阶超极化率β的全部分量,以此分析不同辐照强度下β的改变规律。研究表明:在电子束流强度为50μA的情况下,当射线能量小于400Mev时辐照电场对β的影响不大,平均值βav波动幅度最大仅为3%;此后随射线能量增大βav开始急剧下降,能量越高下降速度越快,420Mev时已经下降10%,材料面临失效的危险。研究结果还表明辐照电场对β三个分量的影响并不一致,随辐照能量增加βx、βy分量呈减小趋势,但βz分量却增加较快,预示着晶体中的共扼π轨道可能受到破坏。     

Theoretical study on influence of electron beam irradiation on the first-order hyperpolarizability of BBO crystals

A mechanism not based on the traditional thermodynamics effect but on the microscopic origin of the nonlinear effect was investigated for full consideration of the correlation between the e-beam irradiation electric field (IEF) and the properties of the nonlinear material BBO (β-BaB₂O₄). Firstly, the IEF magnitude is computed under different conditions of beam intensity, ray energy and radiation dose. Secondly, the relationship model of IEF and nonlinear coefficients is built according to quantum mechanics principle. The results show that low-energy irradiation of 0–400?MeV ray energy (corresponding to IEFs of 0–12?×?10^?4?a.u.) has no obvious effect on the nonlinear optical properties of BBO crystals. When the energy is higher than 420?MeV (corresponding to an IEF of 13?×?10^?4?a.u.), the hyperpolarizability changed significantly, indicating permanent damage of the BBO crystals. With an increase of the ray energy, βx and βy tend to decrease, but βz increases markedly especially when the ray energy is more than 450?MeV (corresponding to an IEF of 16?×?10^?4?a.u.).     

Influence of Irradiation Sterilization on Polymers Used as Drug Carriers—A Review

A survey was made of the influence of irradiation sterilization on relevant natural, semisynthetic, and synthetic polymers used for drug carrier system. The first part of the review deals with some general aspects of irradiation treatment and its use in the sterilization of pharmaceuticals. The second part reviews the information available in the literature on polymeric biomatenals used for carriers after irradiation sterilization. The influence of irradiation sterilization has been described for polyester, poly(ortho ester), different synthetic hydrogels, silicone derivatives, cellulose-derivatives, hyaluronic acid, different glucosides, collagen, and gelatine. Also, some limitations concerning the use of high-energy radiations for sterilization are given.