Influence of proton irradiation on the precipitation kinetics and mechanical properties of intermetallic precipitation-hardened steel

Titel in Übersetzung: Einfluss von Protonenbestrahlung auf die Ausscheidungskinetik und die mechanischen Eigenschaften eines ausscheidungsgehärteten Stahles

Christina Hofer

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDiplomarbeitBegutachtung

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Abstract

Die Langzeitstabilität von Konstruktionswerkstoffen unter Strahlungsbedingungen stellt ein zentrales Thema in Bezug auf Sicherheit und wirtschaftlichen Betrieb von Kernkraftwerken dar. Nachdem die makroskopischen Eigenschaften in Zusammenhang mit der mikrostrukturellen Entwicklung stehen, ist es notwendig, die Mikrostrukturentwicklung zu verstehen, um Lebensdauervorhersagen für Bauteile zu tätigen. In dieser Arbeit wurde der Einfluss von Protonenbestrahlung auf die Ausscheidungskinetik und die mechanischen Eigenschaften des Maraging-Stahls PH 13-8 Mo untersucht. Nanoindentation und Mikrodruckversuche wurden durchgeführt, um die strahlungsbedingte Aufhärtung zu ermitteln. Die Ausscheidungsentwicklung wiederum wurde mit Hilfe Atomsonden-Tomographie untersucht. Der Vergleich des lösungsgeglühten und des bei 500°C für 2 h ausgelagerten Materials vor und nach der Bestrahlung zeigte, dass bereits vorhandene Ausscheidungen die strahlungsbedingte Materialschädigung verzögern. Während die Nanoindentation eine deutliche Aufhärtung des lösungsgeglühten Materials offenbarte, wurde bei der gealterten Probe nur eine geringe Härtesteigerung festgestellt. Die Ausscheidungen in der ausgelagerten Probe sind in Größe und Anzahl vor und nach der Bestrahlung vergleichbar, jedoch veränderte sich deren Zusammensetzung. Es scheint, dass sich ein neuer Ausscheidungstyp, welcher Ni, Al und Si enthält, entwickelt. Auch im lösungsgeglühten Material wurden entmischte Zonen, angereichert an Ni, Al und Si, gefunden. Diese, in Verbindung mit strahlungsinduzierten Defekten, sind wahrscheinlich für den Härteanstieg verantwortlich.
Titel in ÜbersetzungEinfluss von Protonenbestrahlung auf die Ausscheidungskinetik und die mechanischen Eigenschaften eines ausscheidungsgehärteten Stahles
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
  • Montanuniversität
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Clemens, Helmut, Betreuer (intern)
  • Leitner, Harald, Mitbetreuer (intern)
Datum der Bewilligung29 Juni 2012
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2012

Bibliographische Notiz

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Schlagwörter

  • Maraging-Stahl
  • Protonenbestrahlung
  • Nanoindentation
  • Atomsonden-Tomographie
  • Ausscheidungsentwicklung

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