Nickel-ion bombardment of annealed and cold-worked type 316 stainless steel

Bombardment with high doses of 5 MeV nickel ions has produced swellings as high as 90% and 60%, respectively, in annealed and 20% cold-rolled Type 316 steels. The steels contained 15 ppm of cyclotron-injected helium. Swellings were determined by both transmission electron microscopy and by a step-height method that measures the total swelling integrated along the ion path. The swelling in annealed Type 316 has a pronounced peak in the vicinity of 625°C, which is about 155°C higher than the peak swelling temperature in-reactor. The magnitudes of the swelling, void densities and void sizes produced in annealed Type 316 by nickel ions and in-reactor at the respective peak swelling temperatures are similar and it is concluded that the nickel ion bombardments provide an acceptable simulation of in-reactor behavior. Using the high dose ion results to guide extrapolation of presently available EBR-II data to higher fluences leads to the prediction that the swelling of annealed Type 316 steel at the peak swelling temperature will reach 40% at 2 × 10 p23 n/cm 2 (E > 0.1 MeV) in EBR-II core, and 70% at 3 × 10 23 n/cm 2 . These fluences in EBR-II correspond to 155 and 230 dpa respectively. Twenty percent reduction by cold-rolling reduces the ion produced swelling by 35% at 625°C and by 50% at 575°C. Le bombardement avec des ions nickel de 5 MeV à fortes doses a produit des gonflements de 90% et 60% dans les aciers type 316 respectivement recuits et écrouisde 20%. Les aciers contenaient 15 ppm d'hélium injecté au cyclotron. Les gonflements étaient déterminés à la fois par microscopic électronique en transmission et par une méthode de hauteur de pas qui permet de mesurer le gonflement total intégré le long du trajet de l'ion. Le gonflement dans le type 316 recuit présente un pic prononcé aux environs de 625°C, qui est d'environ 115°C supérieur à la température correspondant au pic de gonflement en réacteur. Les amplitudes du gonflement, les densités des vides et les dimensions des vides produits dans le type 316 recuit, soit par les ions nickel, soit en réacteur aux températures respectives correspondant au pic de gonflement, sont similaires et il est conclu que le bombardement par les ions nickel constitue une simulation acceptable du comportement en réacteur. L'utilisation des résultats obtenus à l'aide des ions à forte dose pour guider l'extrapolation des données disponibles actuellement pour EBR-II à des flux plus élèves, permet de prévoir que le gonflement dans l'