Wissenschaftliche Berichte FZKA 6605

Kurzfassung

Das Bestrahlungsprojekt MANITU wurde im Rahmen des europäischen Langzeitprogramms für Materialentwicklung für die Kernfusion geplant und durchgeführt. Das Problem der bestrahlungsinduzierten Versprödung bei den in Frage kommenden martensitischen Werkstoffen ist nach wie vor ungelöst. Eine erste Tendenz zeichnete sich jedoch nach der Auswertung der Kerbschlagbiegeversuche an den unbestrahlten miniaturisierten Referenzproben des MANITU-Programms ab. Die neu entwickelten niedrig aktivierbaren 7?10%?Cr?W(Ge)VTa?Legierungen weisen gegenüber den modifizierten kommerziellen 10?11%?Cr-NiMoVNb?Stählen teilweise bessere mechanische Eigenschaften auf. Nach Auswertung der Kerbschlagbiegeversuche an den in der ersten Phase des MANITU-Programms mit 0,2 und 0,8 dpa bestrahlen Proben zeigten sich deutlich bessere Eigenschaften der 7?10%?Cr?W(Ge)VTa?Legierungen. Im vorliegenden Bericht werden die Ergebnisse aus den instrumentierten Kerbschlagbiegeversuchen der zweiten Phase des MANITU-Programms (Bestrah­lungsdosis 2,4 dpa, Bestrahlungstemperaturen 250, 300, 350, 400 und 450°C) analysiert und im Vergleich zu den Ergebnissen der 0,2- und 0,8-dpa-Bestrahlung der ersten Programmphase bewertet. Von den untersuchten Legierungen (MANET-I/II, K-Charge, OPTIFER-Ia/II, F82H, ORNL 3791) zeigt der ORNL-Stahl das mit Abstand beste Versprödungsverhalten nach Neutronenbestrahlung.

Irradiation Programme MANITU: Results of impact tests with the irradiated materials (2.4 dpa)

Abstract

The irradiation project MANITU was planned and carried out in the frame of the European Long-term Fusion Materials Development Programme. The problem of the irradiation induced embrittlement of possible martensitic alloy candidates is still unsolved. But after the evaluation of sub-size Charpy tests with the unirradiated reference specimens of MANITU a first tendency was recognizable. The mechanical properties of the newly developed low activation 7?10%?Cr?W(Ge)VTa alloys are partly better compared to the modified commercial 10?11%?Cr?NiMoVNb steels. After the evaluation of subsize Charpy tests with specimens irradiated up to 0.2 and 0.8 dpa in the first phase of the MANITU programme, better mechanical properties of the 7?10%?Cr-W(Ge)VTa alloys were obvious. In the present report the results of instrumented impact tests within the second phase of the MANITU 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 irradiation up to 0.2 and 0.8 dpa in the first phase of the project. Among the examined alloys (MANET-I/II, K-Heat, OPTIFER-Ia/II, F82H, ORNL 3791) the ORNL steel shows the very best embrittlement behaviour after neutron irradiation.