王平怀 1 ，谌继明 1 ，李雄伟 2 ，刘实 2 ，许增裕 1 （ 1 核工业西南物理研究院）（ 2 中国科学院金属研究所）

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低活性铁素体钢 CLF-1 的拉伸及冲击性能研究第十三届全国等离子体科学技术会议 2007, 8, 20-22, 成都

核工业西南物理研究院

王平怀，等 . 第十三届全国等离子体科学技术会议 2007, 8, 20-22, 成都

引言：低活性铁素体 / 马氏体钢（ RAFM ）是一种理想的聚变堆用结构材料，对目前研究较为成熟的几种 RAFM

钢如 Eurofer97 、 F82H 、 JLF-1 等进行比较分析可以发现，各钢的主要合金元素均为 Cr 、 V 、 W 、 Ta 、 Mn 等，而且这些合金元素在各钢中的含量变化幅度都较小，但是各合金的性能，尤其是韧脆转变温度（ DBTT ）却有较大的差别。因为 DBTT 值的高低对聚变堆结构材料的使用是一个极为重要的因素，故调整优化各合金元素的含量是提高 RAFM 钢性能的重要途径。另一方面，热处理工艺的变化可以显著影响 RAFM 钢的性能。因此，本文希望通过优化合金成分以及热处理工艺发展新的中国低活性铁素体钢 CLF-1 。

结论：1 ） CLF-1 钢具有高的强度及较好的塑性，说明 CLF-1 钢的拉伸性能与 Eurofer97 及 F82H 等同类型的 RAFM 钢处于同一水平上。 2 ） CLF-1 钢具有良好的冲击性能，在各试验温度下其夏比缺口冲击功均高于 Eurofer97 及 F82H ，有较低的 DBTT （约为 -85℃）。 3 ） CLF-1 钢具有良好的拉伸性能和冲击性能的原因主要是合适的合金成分选择以及约为 7µm 的细小全马氏体晶粒。

元素 Fe Cr W V Ta Mn C N O

含量 bal. 9.0 1.52 0.29 0.08 0.29 0.12 0.0067 0.0026

(1)

Fe-C

r, 10

0.0%

(110

)

(1)

Fe-C

r, 20

.0%

(200

) (1)

Fe-C

r, 50

.0%

(211

)

40 50 60 70 80 90

2-Theta(¡ã

0

500

1000

1500

2000

2500

Inte

nsity

(Cou

nts)

[1-left.txt] right

34-0396> Fe-Cr - 434-L stainless steel

图 2 XRD 分析结果表明 CLF-1 钢为全马氏体组织

980 /45min+740 /90min℃ ℃

图 1 CLF-1 钢的微观组织，平均晶粒大小约为 7µm

表 1 CLF-1 钢的化学成分（ wt.% ）

图 4 CLF-1 钢的冲击性能及冲击断口形貌。 CLF-1钢在各试验温度下的夏比缺口冲击功均高于 F82H及 Eurofer97 ， DBTT 约为 -85℃。

25℃ 600℃ -80℃25℃

图 3 CLF-1 钢的拉伸性能及拉伸断口形貌。与 Eurofer97 钢和 F82H 钢相比， CLF-1 钢的强度在各试验温度下均高于二者，延伸率略低于 Eurofer97 ，但仍高于 F82H 。 CLF-1 钢有高的强度及较好的塑性 组合。