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快中子增殖反应堆燃料元件包壳材料的晶界工程技术-上海大学学报
第 21 卷 第 2 期 (自然科学版) Vol. 21 No. 2 2015年4月 JOURNAL OF SHANGHAI UNIVERSITY (NATURAL SCIENCE) Apr. 2015 DOI: 10.3969/j.issn.1007-2861.2014.05.012 快中子增殖反应堆燃料元件包壳材料的 晶界工程技术应用展望 夏 爽, 周邦新 (上海大学 材料研究所, 上海 200072) 摘摘摘要要要: 针对钠冷快 中子增殖反应堆 (简称快堆) 燃料元件包壳材料 316 以及 15-15Ti 奥 氏体 不锈钢, 讨论了通过 晶界工程 (grain boundary engineering, GBE) 技术进一步提高材料抗辐 照肿胀 以及抗蠕变性能的可行性. 通过 GBE 技术能够大幅增加材料 中与孪 晶相关的低 Σ 重 合位置点阵 (coincidence site lattice, CSL) 晶界比例. 快堆燃料元件包壳在 固溶退火处理后 还要经过 20% 左右 的冷加工变形, 目的是在显微组织中引入大量位错, 吸收 由辐照产生的点 缺 陷, 并增加吸收裂变产物 的陷阱. 如果在这样 的冷加工变形前大幅提高材料 的低 Σ CSL 晶 界 比例, 使冷加工变形时的位错滑移在具有特殊取 向关系的晶粒 间的传播 以及位错在特殊结 构 晶界处的堆积排列发生变化, 那么就有可能使冷加工后位错 的分布状态有利于吸收更多的 由辐照产生的点缺 陷, 提高材料抗辐照肿胀 的能力. 关关关键键键词词词 : 晶界工程; 316Ti 不锈钢; 15-15Ti 不锈钢; 燃料包壳; 辐照肿胀; 蠕变 中中中图图图分分分类类类号号号 : TL 43.3 文文文献献献标标标志志志码码码 : A 文文文章章章编编编号号号 : 1007-2861(2015)02-0152-08 Feasibility and benefits of applying grain boundary engineering to fuel cladding materials of liquid metal cooled fast breeder reactor XIA Shuang, ZHOU Bang-xin (Institute of Materials, Shanghai University, Shanghai 200072, China) Abstract: Feasibility and benefits of applying grain boundary engineering (GBE) to the fuel cladding material 316 or 15-15Ti austenitic stainless steels of sodium-cooled-fast- reactor for reducing void swelling and creep is discussed. GBE can be used to greatly enhance the proportion of low Σ coincidence site lattice (CSL) grain boundaries that are mainly of annealing twins and its variants. The cladding tubes are normally subjected to 20% cold working after solution annealing before using, which by virtue of
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