a.辐照肿胀  

在高通量中子辐照条件下，会引起0Cr17Ni12Mo2和00Cr1Ni14Mo钢的肿胀。图1和图2为0Cr17Ni12Mo2钢的肿胀效应，肿胀显著增加的快中子注入量临介值约10²²n•cm²。冷加工可减少肿胀效应，见3和图4。

图1  固溶态0Cr17Ni12Mo2钢辐照肿胀(0～500℃)

图2  各种不锈钢的快中子辐照注入量和体积膨胀率之间的关系

图3  冷加工对0Cr17Ni14Mo2

(C=0.021%)钢在不同温度辐照肿胀行为的影响

(图中数字为辐照剂量，dpaF)

图4  在辐照剂量小于1026n/m²时316不锈钢的肿胀与温度的关系

1-冷变形20％；2-淬火态

钢中的碳含量及台金元素对Cr17Ni(12～14)Mo2钢的肿胀行为的影响见图5至图7。Ti、Nb、Zr、B等均减少钢辐照肿胀倾向。

图5  碳含量对固溶态Cr17Ni(12～14)Mo2钢辐照肿胀性能的影响

(图中数字为辐照剂量，dpaF)

图6  合金元素对Cr17Ni14Mo2钢肿胀性能的影响

图7  微量元素对Cr17Ni14Mo2钢肿胀中子通量门阙值的影响

时效处理使钢的组织发生变化，主要是Cr₂₃C₆和σ相等金属间化合物析出，将恶化抗辐照肿胀性能，见图8、图9和表1。

表1  显微组织对316不锈钢辐照肿胀的影响

图8  时效对Cr17Ni14Mo2钢肿胀的影响

图9  时效对冷加工量25％0Cr17Ni12Mo2

(C=0.05％)钢的辐照肿胀的影响

(图中数字为辐照剂量，dpaF)

b.辐照后的力学性能  

在中子注入量超过10²³n•cm²后，随注入量增加，抗拉强度明显上升，延伸率明显下降。在高于540℃的高温拉伸性能，其强度不受中子注入量的影响，但总延伸率随注入量增加明显减少。辐照也使钢的持久强度明显下降。

0Cr17Ni12Mo2和00Cr17Ni14Mo2钢的断裂韧性随辐照剂量的增加明显减少，在高温辐照条件下，当中子剂量大于10dpa后，其断裂韧性趋于稳定，Jc值约30KJ/m²，dJ/da值小于20MPa，见图10。低温辐照(70～155℃)的断裂韧性随着中子剂量增加明显下降，见图11。

图10  中温中子辐照对奥氏体不锈钢Jc值的影响括号中的数字为dJ/da值(MPa)

图11  低温辐照对不锈钢Jc值的影响[括号中的数字为dJ/da值(MPa)]