Irradiation effects in nanostructured FeCrAl oxide dispersion strengthened steel

  • Nanostructured ferritic oxide dispersion strengthened (ODS) alloy is an ideal candidate for fission/fusion power plant materials, particularly in the use of a first-wall and blanket structure of a next generation reactor. These steels usually contain a high density of Y-Al-O nanoparticles, high dislocation densities and fine grains. The material contains nanoparticles with an average diameter of 21 nm. Irradiation of these alloys was performed with a dual beam irradiation of 2.5 MeV Fe+/31 dpa and 350 keV He+/18 appm/dpa. Irradiation causes atomic displacements resulting in vacancy and self-interstitial lattice defects and dislocation loops. Additionally to structural changes, the effect of the irradiation generated defects on the mechanical properties of the ODS is investigated by nanoindentation. A clear hardness increase in the irradiated area is observed, which reaches a maximum at a close surface region. This feature is attributed to synergistic effects between the displacement damage and He implantation resulting in He filled vacancies
  • Ferritische Legierungen mit nanodispersen Oxidpartikeln zur Härtesteigerung sind ein geeignetes Material für Behälter und Ummantelungsstrukturen in modernen Fusions- und Kernspaltungsanlagen. Diese Stähle haben eine hohe Dichte von Y-Al-O Nanoteilchen mit einem mittleren Durchmesser von 21 nm, eine hohe Versetzungsdichte und besitzen eine feine Kornstruktur. Bestrahlungsexperimente wurden mit einer Zwei-Strahl-Ionen-Quelle mit Eisen 2.5 MeV Fe+/31 dpa und Helium 350 keV He+/18 appm/dpa durchgeführt. Die Bestrahlung erzeugt atomare Defekte mit Leerstellen und Zwischengitterdefekten sowie Versetzungsschleifen. Zusätzlich zu den mikro-strukturellen Modifikationen wurde die Änderung der mechanischen Eigenschaften mit der Bestrahlung untersucht. Insbesondere im oberflächennahen Bereich führt die Ionenbestrahlung zu einer klaren Härtesteigerung. Dieses Verhalten wird mit einem synergetischen Modell zur Erzeugung atomarer Strahlendefekte und der Bildung von mit Helium gefüllten Leerstellen diskutiert.

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Metadaten
Author:Asta Richter, Chun-Liang Chen, Reinhard Kögler, Georg Talut
URN:urn:nbn:de:kobv:526-opus-1112
DOI:https://doi.org/10.15771/0949-8214_2011_1_10
ISSN:0949-8214
Parent Title (German):Wissenschaftliche Beiträge 2011
Document Type:Article in a Periodical of the TH Wildau
Language:English
Year of Publication:2011
Year of first Publication:2011
Publishing Institution:Technische Hochschule Wildau
Release Date:2011/02/01
Volume:15
First Page:73
Last Page:79
Faculties an central facilities:Fachbereich Ingenieurwesen / Wirtschaftsingenieurwesen (bis 8/2014)
Dewey Decimal Classification:5 Naturwissenschaften und Mathematik / 54 Chemie / 540 Chemie und zugeordnete Wissenschaften
TH Wildau publications:Wissenschaftliche Beiträge
Licence (German):Creative Commons - CC BY-NC-ND 3.0 DE - Namensnennung - Nicht-kommerziell - Keine Bearbeitung 3.0 Deutschland
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