[发明专利]一种奥氏体不锈钢离子辐照后铁素体转变量的磁性无损检测方法

说明书

本发明公开一种奥氏体不锈钢离子辐照后铁素体转变量的磁性无损检测方法，包括以下步骤：(1)将奥氏体不锈钢加工成圆片后进行固溶处理；(2)对圆片进行磁性测量，获得未辐照奥氏体不锈钢的磁滞回线第一M‑H曲线；(3)将圆片进行离子辐照，获得离子辐照损伤区域的等效厚度L₁；(4)将辐照后的奥氏体不锈钢进行磁性测量，获得辐照后奥氏体不锈钢的磁滞回线第二M‑H曲线；(5)将第二M‑H曲线扣除未辐照奥氏体不锈钢对第一M‑H曲线的贡献，获得辐照后奥氏体不锈钢的饱和磁化强度M_s；(6)采用计算获得辐照损伤部分的饱和磁化强度M_st；(7)采用计算获得离子辐照后奥氏体不锈钢中的铁素体转变量，该方法测量方便，样品尺寸小、数据精度高、重复性好。

技术领域

本发明属于金属材料检测领域，具体涉及一种可以实现奥氏体不锈钢离子辐照后铁素体转变量的磁性无损检测方法。

背景技术

核反应堆中许多关键部件常选用综合性能良好的奥氏体不锈钢进行加工制造(如反应堆堆内构件、中子通量测量指套管等)。这些奥氏体不锈钢部件都是核电站的关键设备，直接关系到反应堆的运行安全和效率。但奥氏体不锈钢属于非稳态合金，经中子辐照后，会发生奥氏体向铁素体的转变，继而引发不锈钢的辐照加速应力腐蚀开裂、辐照脆化、辐照硬化等辐照效应，改变奥氏体不锈钢力学性能和腐蚀性能，导致不锈钢部件失效，直接影响核反应堆的安全性与稳定性。

考虑到中子辐照不锈钢后的感生放射性大、试验周期长、辐照研究数据分散、不同堆型间可比性差、分析测试操作实施困难等现实问题，常采用带电离子辐照模拟研究中子辐照不锈钢导致的失效问题。但相比于中子辐照形成的均匀损伤，奥氏体不锈钢经离子辐照后的辐照损伤深度浅(对于常规离子辐照平台，辐照损伤深度最大只有几微米；对于高能离子辐照平台，由于试验费用高、辐照注量率过低，导致相关研究实际上无法开展)，导致常规的测试分析手段(如常规X射线衍射)无法直接获得铁素体相的数据；若采用铁素体仪，考虑到分辨率的问题与离子辐照损伤深度较小的问题(几十纳米至几微米)，无法获得有效的铁素体含量测量数据。而通过磁滞回线测量数据获取奥氏体不锈钢经离子辐照后铁素体转变量的方法要准确方便很多，首先测试所需的试样小，通常试样最小尺寸在毫米量级，满足常规离子辐照束斑(通常为Φ10mm左右)的限值；其次，磁滞回线的测试简单，易操作，速度更快。因此采用磁性无损检测方法获取奥氏体不锈钢离子辐照后铁素体转变量的方法具有显著的优势。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种奥氏体不锈钢经离子辐照后铁素体转变量的磁性无损检测方法，可以方便快捷的获得奥氏体不锈钢经离子辐照后的铁素体转变量。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种奥氏体不锈钢离子辐照后铁素体转变量的磁性无损检测方法，包括如下步骤：

(1)将初始状态的奥氏体不锈钢加工制作成厚度为L₀的圆片并将其置于真空环境中进行固溶处理；

(2)对步骤(1)得到的圆片进行磁性测量，获得未辐照奥氏体不锈钢的磁滞回线，定义为第一M-H曲线；

(3)对步骤(1)得到的圆片进行离子辐照试验，根据辐照参数与不锈钢样品参数，计算获得辐照损伤区域的等效厚度L₁；

(4)对步骤(3)中辐照后的圆片进行磁性测量，获得辐照后奥氏体不锈钢的磁滞回线，定义为第二M-H曲线；

(5)将所述第二M-H曲线扣除未辐照奥氏体不锈钢对所述第一M-H曲线的贡献得到第三M-H曲线，通过所述第三M-H曲线获得辐照后奥氏体不锈钢圆片的饱和磁化强度M_s；

(6)采用式计算获得圆片中辐照损伤部分的饱和磁化强度M_st；