耐事故燃料包壳用FeCrAl合金的高温蠕变行为及变形机制

摘要

FeCrAl作为一种高温耐腐蚀合金，是核反应堆耐事故燃料包壳的重要候选材料。采用蠕变试验和扫描电子显微镜技术，对FeCrAl合金开展了高温蠕变性能及蠕变前后材料微观结构变化的研究，探讨了该合金的高温蠕变主导机制。结果表明：当温度和应力较低时，蠕变过程中大晶粒会被诱导吞没小晶粒，蠕变后小角度晶界比例减少；但高温或高应力条件下位错在晶体内大量增殖，小角度晶界数量显著增多；在试验条件范围内，随着应力的升高，蠕变机制由晶界滑移转变为位错运动主导；随着温度的上升或者晶粒尺寸的减小，位错运动启动的临界应力有所降低，位错密度显著升高，该合金高温抗蠕变性能随之减弱。温度、应力和晶粒尺寸是影响合金高温蠕变行为的主要因素，蠕变前后材料织构无显著差异。高应力下蠕变机制以位错运动为主导，温度越高或者晶粒尺寸越小，位错运动开始的临界应力越小。

关键词

核燃料包壳 / FeCrAl合金 / 微观组织 / 蠕变机制

基金资助

国家重点研发计划项目（2019YFB1901003）