Microstructural development and irradiation hardening for irradiated W and W–3, 5, 10, 26 wt % Re alloys have been investigated using transmission electron microscopy and hardness measurement. Neutron irradiation is performed to 0.15 dpa at 873, 1073, 1273 K and at variable temperatures 873/1073 K in the Japan Materials Testing Reactor. Neutron radiation-induced voids, dislocations and dislocation loops that result in irradiation hardening are observed and evaluated for microstructural development. The combination of W with Re effectively prevents irradiation damage since the number density and radius of both voids and dislocation loops remarkably decrease with increasing Re content. The process of void growth in irradiated W depends on temperature during irradiation and occurs at T/Tm ≈ 0.3 (T: temperature during irradiation; Tm: melting point of W). The varying temperature irradiation tends to enhance the recombination between vacancies and interstitials, which significantly reduces the density of dislocation loops. The results of observation reveal that grain boundaries can restrain the growth of dislocations and dislocation loops.
微細組織発展と照射硬化について、WおよびW–3、5、10、26 wt% Re合金を、透過型電子顕微鏡と硬さ測定を用いて調査した。中性子照射は、日本材料試験炉において、873、1073、1273 K、ならびに変動温度873/1073 Kで0.15 dpaまで行った。照射によって誘起されたボイド、転位、転位ループが照射硬化をもたらすことを観察し、微細組織発展について評価した。WへのReの添加は、Re含有量の増加に伴ってボイドと転位ループの数密度および半径が顕著に減少するため、照射損傷を効果的に抑制する。照射下でのWにおけるボイドの成長プロセスは、照射温度に依存し、T/Tm ≈ 0.3（T：照射温度、Tm：Wの融点）で発生する。変動温度照射は、空孔と格子間原子の再結合を促進する傾向があり、これにより転位ループの密度が大幅に減少する。観察結果から、結晶粒界が転位および転位ループの成長を抑制できることが明らかになった。