Радиационные дефекты в аустенитных нержавеющих сталях

Abstract

Взаимодействие точечных дефектов, генерированных нейтронным и электронным облучением при 80, 320 и 573 К и фазовые превращения в стали Х16Н15М3, исходной и легированной титаном, исследовались методами остаточного электросопротивления и сканирующей туннельной микроскопии. Получены оценки энергии миграции межузельных атомов 0,65 эВ и энергии миграции вакансий 1,0…1,1 эВ. Диссоциация вакансионных комплексов происходит в интервале 400…550 К со средней энергией диссоциации 1,4…1,5 эВ. В результате миграции вакансий после облучения при 80 К и во время облучения при 320 К и 573 К в стали происходит ближнее упорядочение, которое подавляется присутствием титана. При 573 К при облучении происходит образование интерметаллидных выделений размером 2…3 нм с концентрацией на уровне 10¹⁸ см⁻³ . Обсуждается влияние различных видов термообработки на радиационно-индуцированные процессы.

Взаємодія точкових дефектів, генерованих нейтронним та електронним опроміненням при 80, 320 та 573 К, та фазові перетворення у сталі Х16Н15М3, вихідній та легованій титаном, досліджувалась методами залишкового електричного опору та скануючої тунельної мікроскопії. Отримані оцінки енергії міграції міжвузольних атомів 0.65 еV та енергії міграції вакансій 1.0…1.1 еV. Дисоціація вакансійних комплексів має місце в інтервалі 400…550 К із середньою енергією дисоціації 1.4…1.5 еV.В результатi мігріції вакансій після опромінення при 800 К та під час опромінення при 320 К та 573 К в сталі відбувається ближнє впорядкування, яке пригнічується наявністю титану. При 573 К при опроміненні відбувається утворення інтерметалидних виділень розміром 2…3 нм з концентрацією на рівні 10¹⁸ см⁻³. Обговорюється вплив різих видів термообробки на радіаційно-індуковані процеси.

Point defect interactions and radiation-induced structural and phase transformations in the Fe-16%Cr-15%Ni-3%Mo austenitic steels in the initial and titanium-doped states has been investigated by residual resistivity and scanning tunneling microscopy. The part of the investigated samples were annealed at 773 K for short range ordering (SRO) and other part were annealed at 923 K for the formation of g'-phase precipitates. The steels were irradiated by 5 MeV electrons at 80 K , 320 К and 573 K and by neutrons with energy more than 0.1 MeV at 80 K. The radiation-induced formation of g'-phase precipitates with size of 2…3 nm with the concentration over 10¹⁸cm⁻³ has been detected at 573 K electron irradiation by means STM investigation.