High-boron steel 304B7 has been selected as International Thermonuclear Experimental Reactor vacuum vessel in-wall shielding material. Due to the brittle fracture issues of high-boron steel, there are still many challenges to overcome in engineering-scale production. Based on the preparation process of engineering applications, it is necessary to explore the material preparation of hot isostatic pressing (HIP) and melting-casting. In this study, sample 304B7-A was prepared by HIP, and sample 304B7-B was prepared by melting-casting. The research focuses on the morphology of precipitation and the evolution of matrix texture, analyzing their relation to the macro-mechanical properties of high-boron steel. This study comprehensively analyzes the results of Vickers hardness, tensile test, scanning electron microscope, and electron backscatter diffraction. The findings indicate that the phases of 304B7-A are finer and more dispersed, resulting in a synergistic effect of grain refinement and grain boundary pinning, which significantly enhances the mechanical properties. Texture analysis reveals that during plastic deformation, γ-Fe grains rotate towards the {110}<111> ∥ loading direction, and the {110}<001> texture is effectively retained in the samples. These findings provide theoretical foundations for optimizing high-boron steel’s mechanical properties, and make great significance for expanding its engineering applications in the nuclear industry.
高ホウ素鋼304B7は、国際熱核融合実験炉の真空容器内壁遮蔽材料として選定されている。高ホウ素鋼の脆性破壊の問題により、工学的スケールでの製造には依然として克服すべき多くの課題が残されている。工学的応用のための製造プロセスに基づき、熱間静水圧プレス(HIP)と溶解鋳造による材料作製を検討する必要がある。本研究では、試料304B7-AをHIPにより作製し、試料304B7-Bを溶解鋳造により作製した。研究は、析出物の形態とマトリックス集合組織の進展に焦点を当て、それらと高ホウ素鋼の巨視的機械的特性との関係を解析するものである。本研究は、ビッカース硬さ、引張試験、走査型電子顕微鏡、および後方散乱電子回折の結果を総合的に解析する。その結果、304B7-Aの相はより微細かつより分散しており、結晶粒微細化と粒界ピニングの相乗効果をもたらし、機械的特性を大幅に向上させることが示された。集合組織解析により、塑性変形中にγ-Fe結晶粒は{110}<111> ∥ 負荷方向へ回転し、{110}<001>集合組織が試料中に効果的に保持されることが明らかになった。これらの知見は、高ホウ素鋼の機械的特性を最適化するための理論的基盤を提供し、原子力産業における工学的応用の拡大に大きな意義を持つ。