Forschungszentrum Karlsruhe - Wissenschaftliche Berichte - FZKA 6976
Bestrahlungsprogramm HFR Phase Ib - Ergebnisse der Kerbschlagbiegeversuche mit den bis 2,4 dpa bestrahlten Werkstoffen
H.-C. Schneider, B. Dafferner, H. Ries, S. Lautensack,
O. Romer
Zusammenfassung
Das Bestrahlungsprojekt HFR Phase 1b wurde im Rahmen
des europäischen Langzeitprogramms für Materialentwicklung für die Kernfusion
geplant und durchgeführt und stellt die Fortsetzung der High-Flux-Reaktor-Bestrahlungsprogramme
dar, welche in früheren FZK-Berichten ausführlich dokumentiert sind. Das
Problem der bestrahlungsinduzierten Versprödung bei den für Fusionsanwendungen
in Frage kommenden martensitischen Werkstoffen ist nach wie vor nicht endgültig
gelöst. Nach Auswertung der Kerbschlagbiegeversuche an mit bis zu 2,4 dpa
bestrahlen Proben zeigten sich überragend bessere Eigenschaften der niedrig
aktivierbaren 7-10% Cr-W(Ge)VTa-Legierungen gegenüber den modifizierten
kommerziellen 10-11% Cr-NiMoVNb-Stählen. Der Schwerpunkt des Projektes Phase 1b
liegt nun auf der Untersuchung von niedrig aktivierenden OPTIFER-Legierungen,
die im Gegensatz zu den früher bestrahlten einen deutlich reduzierten
Bor-Gehalt aufweisen, um die Bestrahlungsversprödung zu verringern. Im
vorliegenden Bericht werden Ergebnisse aus den instrumentierten
Kerbschlagbiegeversuchen des HFR Phase 1b Programms (Bestrahlungsdosis 2,4 dpa,
Bestrahlungstemperaturen 250, 300, 350, 400 und 450°C) analysiert und im
Vergleich zu den Ergebnissen des MANITU- und den HFR Phase 1a-Programms
bewertet. Die besten Ergebnisse lieferte hierbei der OPTIFER-V-Stahl, der
weitestgehend mit dem in einer Großcharge erschmolzenen und erst nach der
Bestrahlung verfügbaren EUROFER97-Stahl identisch ist.
Irradiation
Programme HFR Phase 1b: Results of impact tests with the irradiated materials
(2.4 dpa)
Abstract
The
irradiation project HFR Phase 1b was planned and carried out in the frame of
the European Long-term Fusion Materials Development Programme. It represents
the continuation of the former High-Flux-Reactor irradiation programmes which
are documented in detail in former FZK-Reports. The problem of the irradiation
induced embrittlement of possible martensitic alloy candidates is still not
finally solved. After evaluation of sub-size Charpy tests with the 2.4 dpa
irradiated specimens, the low activation 7-10%-Cr-W(Ge)VTa alloys showed
outstandingly better characteristics compared to the modified commercial
10-11%-Cr-NiMoVNb steels. The emphasis of the Phase 1b project is now on the
investigation of low activating OPTIFER-alloys, which exhibit in contrast to
the previously irradiated OPTIFER-steels a clearly reduced boron content in
order to reduce the irradiation embrittlement. In the present report the
results of instrumented impact tests within the Phase 1b programme (irradiation
dose 2.4 dpa, irradiation temperatures 250, 300, 350, 400, and 450°C) are
analysed and assessed in comparison to the results of the MANITU- and HFR Phase
1a- irradiation programmes. Herein, the OPTIFER-V steel, which is nearly
identical to the industrial heat EUROFER97 (which became available after the
irradiation), supplied the best results.
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