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。