一种用于聚变堆的低活化钢结构材料

摘要

本发明公开了一种用于聚变堆的低活化钢结构材料，其化学成分及重量百分比为：C：0.09～0.11％，Si：0.10～0.30％，Mn：0.40-0.60％，V：0.08～0.30％，Cr：9.0～9.5％，W：2.0～2.5％，P：≤0.010％，S：≤0.005％，Ti：0.01～0.03％，N：0.01～0.05％，O：≤0.005％，余量为Fe。与Cr-W-V-Ta系低活化钢相比，本发明提供的Cr-W-V-Ti-N系低活化钢具有接近的室温综合机械性能和微观组织，而更优的低活性、中子辐照组织性能稳定性及高温特性，更适合在聚变堆高温温度场、强中子场和强磁场的环境下服役，分析该低活化钢结构材料能够满足未来聚变堆第一壁/包层结构材料的使用要求。

主权项

一种用于聚变堆的低活化钢结构材料，其特征在于，该材料的化学成分及重量百分比为：C：0.09～0.11%，Si：0.10～0.30%，Mn：0.40‑0.60%，V：0.08～0.30%，Cr:9.0～9.5%，W:2.0～2.5%，P:≤0.010%，S:≤0.005%，Ti:0.01～0.03%，N:0.01～0.05%，O:≤0.005%,余量为Fe；钢经过热机械加工完并空冷至室温后，在2小时内进行退火处理，避免产生裂纹，退火工艺为：400～600℃/4～6h/空冷；然后采取热处理调整钢的最终微观组织，以改善钢的综合机械性能；热处理工艺为：980～1070℃/0.5h/水冷+750～770℃/2h/空冷；上述化学成分及重量百分比的材料为Cr‑W‑V‑Ti‑N系低活化钢，其中，0.09～0.11%的C使钢具有良好的抗辐照硬化水平和加工性能，0.10～0.30%的Si起固溶强化作用和提高抗腐蚀能力但不会损害韧性；0.40‑0.60%的Mn以保证钢最终能获得全马氏体组织；9.0～9.5%的Cr用于使钢具有较低的辐照硬化水平和较优的抗腐蚀能力；P和S的含量尽量降至最低有利于提高钢的强韧性和获得较低的DBTT；微量的V、Ti和N用于提高其在中子辐照环境下组织性能的稳定性，以及减小辐照过程中的△DBTT。